Acionamento e Proteção de Sistemas Elétricos

Acionamento eProteção de Sistemas

Elétricos

Professor: Alexandre Marcossi Leroy

Acionamento e Proteção de Sistemas Elétricos.doc 2

ÍNDICE :Acionamento e Proteção de Sistemas Elétricos

INTRODUÇÃOAnálise de dispositivos de manobra e de proteção de baixa tensão ..............................................3Equações básicas............................................................................................................................4Normalização técnica...................................................................................................................... 5Terminologia.....................................................................................................................................7Representação gráfica e literal dos componentes de um circuito....................................................9Grandezas que caracterizam um componente / equipamento.......................................................11Tipos de carga................................................................................................................................12

DISPOSITIVOS DE MANOBRA E PROTEÇÃO Fusíveis encapsulados...................................................................................................................14Dispositivos de Manobra................................................................................................................19Seccionador-fusível sob carga.......................................................................................................20Disjuntores......................................................................................................................................21Características comparativas fusível-disjuntor...............................................................................25Relés de proteção contra sobrecarga.............................................................................................27Relés de sobrecorrente contra correntes de curto-circuito.............................................................33Contatores......................................................................................................................................34Seletividade e coordenação de proteção ( back-up ) entre dispositivos de proteção....................42Considerações finais sobre a manobra e proteção de motores elétricos em partida direta...........46

MOTORES ELÉTRICOSMotores elétricos............................................................................................................................48Critérios de escolha de motores elétricos......................................................................................49Regimes de serviço........................................................................................................................49Formas construtivas.......................................................................................................................51Classificação térmica dos materiais isolantes................................................................................52Altitude............................................................................................................................................53Grau de proteção............................................................................................................................53Categorias de conjugado................................................................................................................54

PARTIDA DE MOTORES TRIFASICOSPartida de motores trifásicos..........................................................................................................56Partida direta..................................................................................................................................57Partida estrela-triângulo.................................................................................................................58Partida por auto-transformador (compensadora)...........................................................................62Partida suave ( soft-starter )...........................................................................................................64

ANEXOS.1 - Dados de encomenda..............................................................................................................712 - Normas técnicas......................................................................................................................723 – Simbologia...............................................................................................................................734 - Símbolos literais.......................................................................................................................83Bibliografia.....................................................................................................................................83


ANÁLISE DE DISPOSITIVOS DE MANOBRA E DE PROTEÇÃO DE BAIXA TENSÃO

Conceitos, equipamentos e aplicações industriais.

OBJETIVOS.

Dentro das aplicações de potência da eletricidade, a parte industrial é sem dúvida uma das maisimportantes, sobretudo porque representa a transformação da energia elétrica como parte de umproduto, que por sua vez pode tanto ser de consumo quanto representar um novo meio de produção.

Como tal, é freqüentemente integrante das atividades exercidas pelos profissionais da área, seja naforma de projetos elétricos, instalação dos equipamentos e acessórios, quanto de manutençãodos mesmos, esse último fator fundamental para que se obtenha elevada rentabilidade eracionalização dos procedimentos industriais, e com isso custos e preços otimizados.

Dentro desses enfoques, o presente texto se destina a integrar os seus leitores tanto no conceitotécnico e construtivo dos principais componentes dessas áreas de atividade, quanto fornecer osdados que permitam estabelecer e desenvolver os critérios de raciocínio, que vão levar a escolhada melhor solução que o caso em análise requer.

Destina-se esse conteúdo também a ser parte de um programa de ensino de 2º Grau e de 3º Grau,na área de potência, e como tal, sem prejuízo da parte de aplicações profissionais, citar e justificarfatores fundamentais que devem estar presentes no conjunto de conhecimentos que seus leitoresdevem possuir. Baseado nesses fatos, durante o próprio desenrolar das análises, mais conceitosserão comentados e integrados ao objetivo maior que é o de criar uma elevada capacidade deraciocínio, entendendo e aplicando o “porque“ de certos projetos apresentarem problemas, por nãoterem sido adequadamente detalhados na hora do projeto, da instalação e da manutenção.

PRÉ-REQUISITOS.

Entendendo-se o conteúdo que segue como parte de um PROGRAMA DE ENSINO REGULAR ou deum curso de complementação a profissionais já formados, é útil lembrar que o funcionamento dedispositivos mencionados a seguir vem baseados em princípios eletromagnéticos e físicos, que são:• Conceito e formulação de tensão, corrente e potência elétricas, tanto em corrente contínua quandoalternada ;• Significado de potência ativa, reativa e aparente;• Defasamento angular tensão-corrente e conseqüente significado do fator de potência;• Fenômeno da indução eletromagnética e da força eletromotriz induzida.• Criação de campos magnéticos, linhas de campo magnético e forças de atração /repulsão magnética;• Causas do aparecimento de correntes parasitas em núcleos magnéticos e meios delimitá-las e as perdas magnéticas;• Resistividade elétrica, fatores que a definem ( mobilidade do elétron, número deelétrons livres e carga unitária do elétron, alem da temperatura ) e, resistência elétrica;• Perdas Joule e conseqüente elevação de temperatura. Conseqüências;• Conceito de reatâncias capacitiva e indutiva, e de impedância elétricas.


EQUAÇÕES BÁSICAS.

Potência ativa .

P = U . I . k onde P = potência ativa ( atenção: não use o termo WATTAGEM )U = tensão elétrica ( atenção: não use o termo VOLTAGEM )I = corrente elétrica ( atenção: não use o termo AMPERAGEM )k = fator que depende do tipo de rede, a saber:

k = 1, no caso de corrente continuak = fator de potência x rendimento, no caso de corrente alternadamonofásicak = raiz quadrada de três x fator de potência x rendimento, no caso decorrente alternada trifásica.

Unidade de medida: o watt ( W ), e, em fase de alteração, o cavalo-vapor (cv). O cavalo-vapor (cv)está sendo eliminado na caracterização da potência de motores, pois não é unidade de medidaelétrica e sim mecânica.

Nota: os termos WATTAGEM, VOLTAGEM e AMPERAGEM não devem ser usados, por nãoconstarem da terminologia da ABNT.

Potência reativa

Definição : Em regime permanente senoidal, é a parte imaginária da potência complexa

Pr = U . I , onde U e I tem o mesmo significado indicado acima

Unidade de medida: o volt-ampére ( VA )

Potência aparente.

Definição: Produto dos valores eficazes, da tensão e da corrente.Nota : em regime permanente senoidal, é o módulo da potência complexa

Unidade de medida: também o volt-ampére ( VA ).

Potência complexa.

Definição: Para tensão e corrente senoidais, é o produto do fasor tensão pelo conjugado do fasorcorrente.

Unidade de medida: produto vetorial de volt-ampére ( VA )

Perdas.

Definição: Diferença entre a potência de entrada e a de saída.

Observe-se que existem diversos tipos de perdas, tais como no cobre ( as do condutor, ou perdasjoule ), no ferro ( as do núcleo magnético ), dielétricas ( as do material isolante ) ou ainda, as perdasem carga, em vazio e as totais.

Característica comum dessas perdas é a de se apresentarem na forma de uma elevação detemperatura ( aquecimento ), a qual deve ser acrescida á temperatura ambiente, e a soma das duasdeve ser perfeitamente suportada pelos materiais utilizados na construção do componente ouequipamento por um tempo especificado na norma respectiva.


A correlação entre o nível de temperatura suportável, as perdas, a corrente admissível e a potênciadisponível, levam a algumas conclusões importantes, a saber:1. Quanto maior a temperatura admissível nos materiais utilizados ( sobretudo nos isolantes, quesão mais críticos nesse aspecto ), maior a potência disponível no componente ou equipamento.2. Quanto maior a temperatura ambiente, atuando sobre um dado equipamento, menor é apotência disponível, e3. Quanto mais intensa a refrigeração ( troca de calor ) que atua sobre o equipamento, maior é apotência disponível.

Essas conclusões podem ser muito importantes quando do dimensionamento e instalação de umequipamento, e nos levam a necessidade de um levantamento completo das condições ambientais,no local da instalação.

Perdas joule.São dadas por:

Pj = I 2 . R, onde Pj = perdas joule, medidas em watts ( W ),I = corrente passante ( A )R =resistência do circuito ( Ω )

Unidade de medida: o watt ( W )

Resistência elétrica.R = resistividade elétrica ( ρ ) x comprimento do condutor ( l ) / seção condutora ( s ).

O valor dessa resistência, e também da resistividade, é dependente da temperatura:quanto maior a temperatura, maior o valor de R.

Unidades de medida:• Da resistência elétrica, o ohm (Ω )• Da resistividade elétrica, o ohm x milímetro quadrado / metro (Ω mm2 / m )• Da seção, em milímetros quadrados ( mm2 ) .

Aquecimento dos componentes.O aquecimento é dado por :

Q = I 2 . t,

onde Q é o aquecimento, medido em joules ( J ) ou em calorias ( cal ). A caloria é uma unidade demedida ainda admitida temporariamente. A unidade oficial é o joule. Lembrar que 1 cal = 4,1868 j.Essas são algumas das formulas que devem ser lembradas, durante a análise do que segue.

NORMALIZAÇÃO TÉCNICA.

Ao tratarmos de assuntos técnicos, como no presente caso, é de fundamental importância que ofuturo profissional seja orientado no sentido de saber que o atendimento às Normas Técnicas écondição primeira e básica para o correto desempenho de suas atividades. Em outras palavras,não atender a norma nos seus projetos, construção de componentes , instalação de sistemas e suamanutenção, leva a soluções inadmissíveis no meio técnico e vão prejudicar a confiabilidade daatuação desse profissional.

Conseqüentemente, todo aquele que exerce ou vai exercer uma atividade técnica, deve estaratualizado no que diz respeito às normas publicadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas– ABNT, analisar e aplicar seus conteúdos, ficando o profissional com a liberdade de utilizar soluçõescomprovadamente melhores do que as definidas nessas normas. Portanto, as condições citadasnas normas são CONDIÇÕES MÍNIMAS a serem atendidas.


As normas técnicas brasileiras , de acordo com a regra básica estabelecida dentro da ABNT, devemestar coerentes com as normas internacionais da Comissão Eletrotécnica Internacional – IEC, queengloba todas as normas da área elétrica com exceção das ligadas a transmissão de pulsos, como éo caso das de telecomunicações no seu todo. Isso, para que não hajam conflitos em termosinternacionais, seja dos produtos aqui produzidos, seja de tecnologias importadas. Entretanto, emalgumas áreas de produtos, como é o caso de transformadores de distribuição, e como conseqüênciada tradição que foi implantada há muito tempo por fabricantes, outras normas poderãoexcepcionalmente ser a referência.

As normas da ABNT vem caracterizadas por um conjunto de letras ( NBR ) e números que asidentificam. As letras NBR significam Normas Brasileiras de Referência, sendo que em termos deconteúdo, assim se apresentam:• As NORMAS GERAIS , aplicadas às metodologias de instalação e de projeto.Por exemplo, a norma de INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO – NBR 5410.• As ESPECIFICAÇÕES, que indicam as condições técnicas a serem atendidas.Por exemplo, as condições técnicas que devem estar presentes num CABO DE COBRE ISOLADOCOM PVC estão definidas na norma NBR 7288, para um nível de tensão entre 1kV e 6kV.• Os METODOS DE ENSAIO, que, como o próprio nome diz, definem os procedimentosnormalizados a serem seguidos quando do ensaio de um componente ou equipamento, nos seusmais diversos aspectos: montagem do circuito ou do dispositivo de ensaio, instrumentação quanto asua exatidão, temperatura de referência, altitude de referência, etc. Nota-se portanto, que:

1. Ao fazer o ensaio de um componente para a determinação de suas características nominais eeventuais, existe uma regulamentação que vem baseada em fatores necessariamentepresentes para que essas características existam. Serão essas as características a seremgravadas na PLACA DE CARACTERÍSTICAS, que identificam o componente ouequipamento. Se entretanto, fatores como temperatura, altitude, etc. forem diferentes dosnormalizados, os valores de placa precisam ser corrigidos.

2. Esta estrutura das normas brasileiras, acompanhando a sistemática da IEC, estão sendomodificada para uma única norma por produto, que já engloba todos os aspectos(especificação, ensaios, representação gráfica e literal, eventual padronização aplicável aoproduto ), tornando desnecessária a consulta a diversos textos de norma.

3. As normas técnicas acompanham a evolução das técnicas e de matérias primas.Conseqüentemente, são feitas periodicamente, revisões e novas publicações, comconteúdos parcialmente diferentes, o que invalida a edição anterior dessa norma, naqual se mantém o número e se altera o ano de publicação. Portanto, é necessário cuidado nouso de uma norma, para que se tenha certeza de que o texto que estamos usando realmenteestá em vigor !

• As normas de SIMBOLOS GRÁFICOS e de SIMBOLOS LITERAIS informam como umcomponente deve ser identificado no seu esquema de ligação, tanto no desenho do símboloquanto na letra que o deve caracterizar. Nos anexos 1 e 2 ( páginas 95 a 98 ) vamos encontrarum extrato dos principais símbolos gráficos e a reprodução da tabela de símbolos literais da NBR5280.

• As normas de PADRONIZAÇÃO são necessárias em alguns casos de partes e componenteselétricos, para permitir a intercambialidade. Por exemplo: altura do eixo de motores, por grupo depotências.

• Em todas essas normas, existe o item DEFINIÇÕES, que contem a TERMINOLOGIA TÉCNICA aser utilizada. Essa terminologia está intimamente ligada ao SISTEMA INTERNACIONAL DEUNIDADES DE MEDIDA – SI, que contem as grandezas físicas, sua representação e asunidades de medida e suas abreviaturas e modo de redação. Portanto, sem entrarmos nessesenfoques, devemos ter presente a necessidade de conhecer detalhadamente, o SISTEMA SI.Para esclarecer dúvidas relativas a Unidades de Medida, consultar o Instituto Nacional deMetrologia, Normalização e Qualidade Industrial – INMETRO.


Normas técnicas dos principais componentes elétricos.

As normas aplicáveis aos componentes citados no texto que segue, tem a referência IEC.Vamos entender esse detalhe. No antes exposto, ficou citado que as normas da ABNT seguembasicamente as normas da IEC, salvo algumas exceções. Vimos também que os conteúdos sãoperiodicamente atualizados, de modo que cada vez que a norma IEC é atualizada, segue-se, apósalgum tempo, a atualização da norma brasileira. Como , por outro lado, os fabricantes devemapresentar aos seus consumidores, sempre produtos de acordo com as últimas condiçõesnormativas existentes, a indústria opta, por exemplo, em indicar as normas IEC atualizadas comoreferência de seus produtos, que sempre antecedem às normas regionais, como as da ABNT. Poressa razão, as normas citadas no presente caso são:

• IEC 60947-1 Equipamentos de manobra e de proteção em baixa tensão – Especificações• IEC 60947-2 Disjuntores• IEC 60947-3 Seccionadores e seccionadores-fusível• IEC 60947-4 Contatores de potência, relés de sobrecarga e conjuntos de partida.• IEC 60947-5 Contatores auxiliares, botões de comando e auxiliares de comando.• IEC 60947-7 Conectores e equipamentos auxiliares• IEC 60269-1 Fusíveis para baixa tensão• IEC 60439-1 Conjuntos de manobra e comando em baixa tensão• NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Tensão.• NBR 5280 Símbolos Literais de Eletricidade• Símbolos Gráficos ( normas IEC / DIN / NBR )

TERMINOLOGIA.

Para o devido entendimento dos termos técnicos utilizados nesse texto, destacamos os que seguem,extraídos das respectivas normas técnicas.

• Seccionadores.Dispositivo de manobra ( mecânico ) que assegura, na posição aberta, uma distância de isolamentoque satisfaz requisitos de segurança especificados.Nota: um seccionador deve ser capaz de fechar ou abrir um circuito, ou quando a correnteestabelecida ou interrompida é desprezível, ou quando não se verifica uma variação significativa natensão entre terminais de cada um dos seus pólos.Um seccionador deve ser capaz também de conduzir correntes em condições normais de circuito, etambém de conduzir por tempo especificado, as correntes em condições anormais do circuito, taiscomo as de curto-circuito.

• Interruptor.Chave seca de baixa tensão, de construção e características elétricas adequadas à manobra decircuitos de iluminação em instalações prediais, de aparelhos eletrodomésticos e luminárias, eaplicações equivalentes.Nota do autor: essa manobra é entendida como sendo em condições nominais de serviço. Portanto,o interruptor interrompe cargas nominais.

• Contator.Dispositivo de manobra ( mecânico ) de operação não manual, que tem uma única posição derepouso e é capaz de estabelecer ( ligar ), conduzir e interromper correntes em condições normais docircuito, inclusive sobrecargas de funcionamento previstas.

• Disjuntor.Dispositivo de manobra ( mecânico ) e de proteção, capaz de estabelecer ( ligar ), conduzir einterromper correntes em condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempoespecificado e interromper correntes em condições anormais especificadas do circuito, tais como asde curto-circuito.


• Fusível encapsulado.Fusível cujo elemento fusível é completamente encerrado num invólucro fechado, o qual é capaz deimpedir a formação de arco externo e a emissão de gases, chama ou partículas metálicas para oexterior quando da fusão do elemento fusível, dentro dos limites de sua característica nominal.

• Relé ( elétrico ).Dispositivo elétrico destinado a produzir modificações súbitas e predeterminadas em um ou maiscircuitos elétricos de saída , quando certas condições são satisfeitas no circuito de entrada quecontrolam o dispositivo.Notas do autor: O relé, seja de que tipo for, não interrompe o circuito principal, mas sim faz atuar odispositivo de manobra desse circuito principal.Assim, por exemplo, existem relés que atuam em sobrecorrente de sobrecarga ou de curto-circuito,ou de relés que atuam perante uma variação inadmissível de tensão. Por outro lado, os reles desobrecorrente perante sobrecarga ( ou simplesmente relés de sobrecarga ), por razões construtivas,podem ser térmicos ( quando atuam em função do efeito Joule da corrente sobre sensoresbimetálicos ), ou senão eletrônicos, que atuam em função de sobrecarga e que podemadicionalmente ter outras funções, como supervisão dos termistores ( que são componentessemicondutores ), ou da corrente de fuga.

Quanto às grandezas elétricas mais utilizadas nesse estudo, destacamos:

• Corrente nominal.Corrente cujo valor é especificado pelo fabricante do dispositivo.Nota do autor: Essa corrente é obtida quando da realização dos ensaios normalizados, conformecomentário anterior.

• Corrente de curto-circuito.Sobrecorrente que resulta de uma falha, de impedância insignificante entre condutores energizadosque apresentam uma diferença de potencial em funcionamento normal.

• Corrente de partida.Valor eficaz da corrente absorvida pelo motor durante a partida, determinado por meio dascaracterísticas corrente-velocidade.

• Sobrecorrente.Corrente cujo valor excede o valor nominal.

• Sobrecarga.A parte da carga existente que excede a plena carga.Nota: Esse termo não deve ser utilizado como sinônimo de “sobrecorrente”. Nota do autor: “Sobrecorrente” é um termo que engloba a “sobrecarga” e o “curto-circuito”.

• Capacidade de Interrupção.Um valor de corrente presumida de interrupção que o dispositivo é capaz de interromper, sob umatensão dada e em condições prescritas de emprego e funcionamento, dadas em normas individuais.Notas do autor: A “capacidade de interrupção” era antigamente chamada de “capacidade de ruptura”,termo que não deve mais ser usado. O valor da “capacidade de interrupção” é de particularimportância na indicação das características de disjuntores, que são, por definição, dispositivoscapazes de interromper correntes de curto-circuito, o que os demais dispositivos de manobra nãofazem.

• Resistência de contato.Resistência elétrica entre duas superfícies de contato, unidas em condições especificadas.Nota do autor: esse valor é de particular interesse entre peças de contato, onde se destaca o uso demetais de baixa resistência de contato, que são normalmente produzidos por metais de baixo índicede oxidação, ou senão ainda, quando duas peças condutoras são colocadas em contato físico,passando a corrente elétrica de uma superfície a outra.


É por exemplo, o que acontece entre o encaixe de fusíveis na base e a peça externa de contato dofusível, que não pode ser fabricada com materiais que possam apresentar elevada resistência decontato.

REPRESENTAÇÃO GRÁFICA E LITERAL DOS COMPONENTES DE UM CIRCUITO.

Um esquema elétrico, ( e não um diagrama ) é a representação dos componentes que o compõe, deacordo com as normas de Símbolos Gráficos e Símbolos Literais.Vejamos abaixo o esquema com circuitos de manobra principais representando uma instalaçãoelétrica industrial.

No caso, trata-se de uma representação UNIFILAR, que é bastante esclarecedora quanto aoscomponentes do circuito, mas perdem-se detalhes do tipo “em que fase estão ligados oscomponentes”. Para eliminar esse inconveniente, é necessário fazer a representação MULTIFILAR.No presente caso, que é o de uma rede trifásica ( L1,2,3 ) passaria a ser uma representaçãoTRIFILAR. Ou senão, no esquema de comando ( veja página seguinte ), o de uma representaçãoBIFILAR, pois nesse caso temos um circuito alimentado por dois condutores em forma monofásica oubifásica.

Existem algumas condições básicas que devem ser respeitadas, ao reunir os componentes de umcircuito, as quais podemos sintetizar do seguinte modo:

• A entrada do sistema deve possuir a melhor qualidade de operação e proteção para atender comsegurança as circunstancias de PIOR CASO, como por exemplo, proteger os componentes contra aação térmica e dinâmica da corrente de curto-circuito.• A estrutura do sistema é basicamente dada pela necessidade da divisão de cargas , assegurandouma elevada praticidade e confiabilidade ao sistema, bem como atender a certas imposiçõesnormalizadas, tal como no caso da partida de motores, com a inserção de métodos de partida parapotências nas quais as normas o exigem.• Ao ser feita a montagem de um tal circuito, observar corretos métodos de instalação, bem como, nahora de aplicar carga, atender a orientação da respectiva norma de “aplicação de carga”, para nãoprejudicar o seu desempenho futuro.


• Semelhantemente ao item anterior, conhecer a metodologia de manutenção citada na norma doproduto em questão, para assegurar uma VIDA ÚTIL a mais prolongada possível. Com isso, sãominimizados investimentos futuros para manter o sistema funcionando, o que eleva a rentabilidadeda instalação industrial alimentada por esse circuito.

Os circuitos de manobra principais tem normalmente associados a eles, os circuitos de comando,no qual estão ligados os componentes para manobra manual e automática ,e de proteção.Um desses circuitos está representado no que segue, e no caso se trata do circuito de comando deuma partida estrela-triângulo. O funcionamento e uso dos mesmos serão objeto de comentáriosposteriores.

Circuito de comandoExemplo: Partida estrela-triângulo

F21, F22, F23 – Fusíveis para proteção do circuito de comandoT1 – Transformador para alimentação do comandoF7 – Contator auxiliar ( NF ) do relé de sobrecargaS2 – Chave fim de curso de proteção do sistema de partidaS0 e S1 – Botões de comando de impulso para liga e desligaK6 – Relé de tempo e contatos temporizadosK1, K2, K3 – Bobinas dos contatores e contatos auxiliaresH1 – Sinalização do regime de operação

GRANDEZAS QUE CARACTERIZAM UM COMPONENTE / EQUIPAMENTO.

Cada componente/equipamento tem gravado externamente, através de uma placa de característicasou de uma gravação em alto ou baixo relevo, as grandezas principais que o caracterizam. Nos


manuais/catálogos técnicos que o acompanham, mais outros dados importantes poderão estar sendomencionados.

Assim, no caso de componentes elétricos, são básicas as indicações:

• Tensão (elétrica) nominal ( Un ) e corrente ( elétrica ) nominal ( In )• Freqüência nominal ( fn )• Potência presente no circuito a que se destina ( Pn )• Eventualmente a corrente máxima de curto-circuito, no caso de disjuntores ( Icu / Ics )• Normas que se aplicam aos componentes, tanto as especificações quanto os métodos de ensaio.

Observe: o símbolo da grandeza “tensão elétrica” é o U e não o V. Esse último é a abreviatura desua unidade de medida ( volt ), e não da grandeza.

Somado a essas indicações, vem também a indicação de como o fabricante caracteriza o seuproduto. Assim, os disjuntores de fabricação da Siemens são identificados por 3WN...; um fusívelDiazed, por 5SB2 ....., e assim por diante.Mas, ao lado dessas grandezas básicas, outras tão importantes quanto essas, que caracterizam osprodutos, passarão a ser analisadas agora:

Curvas de carga.

As cargas, elétricas ( p.ex. lâmpadas incandescentes ) ou eletromecânicas ( p.ex. motores ),alimentadas por um circuito elétrico, apresentam características elétricas diferentes, como pode serobservado nas ilustrações.

Basicamente, temos três tipos de cargas das quais uma sempre predomina em cadacomponente/equipamento, sem porém deixar de existir uma parcela de outras formas de cargasimultaneamente presente. Assim:

- Cargas indutivas, como a dos motores elétricos. Porém, a presença de um certo efeito resistivo,manifestado pela existência das perdas joule, comprova que, ao lado dessa carga indutiva,encontramos, não sem importância, a carga resistiva.- Cargas predominantemente resistivas, como as encontradas em fornos elétricos e lâmpadasincandescentes, e - Cargas predominantemente capacitivas, como as encontradas nos capacitores, sem com issoexcluir a presença, em menor intensidade, de cargas indutivas ou resistivas nesse componente.

Vamos fazer uma análise mais detalhada de cada uma das três formas de curvas de carga.

1. Cargas indutivas.Se caracterizam por uma corrente de partida, algumas vezes maior que a nominal, corrente essa quevai atenuando sua intensidade com o passar do tempo, ou seja, conforme o motor vai elevando suavelocidade, como pode ser visto no gráfico que tem no eixo dos tempos a unidade de medida osegundo, e no eixo das correntes, o múltiplo da corrente nominal ( x In ). Essa corrente maior éconseqüente da necessidade de uma potência maior no início do funcionamento do motor, paravencer as inércias mecânicas ligadas ao seu eixo, que em última análise são as apresentadas pelamáquina mecânica que o motor deve movimentar. Uma vez vencida a inércia, o motor reduz acorrente e alcança o seu valor nominal ( In ).

Devido a corrente de partida maior que a nominal, surgem perdas elétricas e flutuações na rede,que precisam ser controladas. Lembrando que, para uma certa tensão de alimentação, a corrente édiretamente proporcional á potência, os problemas citados são aceitáveis para cargas indutivas depequeno valor, exigindo, porém, medidas de redução da potência envolvida para cargas de valormais elevado.


Nesse sentido, na área da baixa tensão, cujos circuitos devem atender a norma NBR 5410, estandoem vigor a sua edição de 1997 na época da redação do presente estudo, encontramos no seu item6.5.3 a determinação de que somente para potências motoras até 3,7 kW ( 5 cv ) inclusive, a ligaçãodessa carga indutiva pode ser feita diretamente, sem a redução supramencionada. Acima dessapotência, o primeiro passo é a consulta a Concessionária de Energia no local da instalação dessemotor, sobre o limite até o qual é permitida a partida direta, a plena tensão pois esse valor dependedas condições de carga em que a rede de alimentação se encontra. É importante não esquecerdesse detalhe na hora de definir o circuito de alimentação de uma carga motora, sob pena defazer um projeto errado.

2. Cargas resistivas.Pela análise da curva de carga, nota-se claramente que a relação tempo x corrente evolui de ummodo totalmente diferente.De um lado, no eixo dos tempos, a escala é de mili segundos, demonstrando que a duração de umpico inicial de corrente é muitíssimo menor, e conseqüentemente menores os efeitos daí resultantes,como é o caso do aquecimento, enquanto que no eixo da corrente, continua ser o múltiplo dacorrente nominal ( x In ). Por outro lado, é bem maior o pico de corrente, que chega a valores daordem de 20 vezes o valor nominal. Mas no seu todo, o produto corrente x tempo se apresenta bemmenos crítico do que no caso das cargas indutivas, o que vai ter uma influencia no valor dagrandeza de manobra dos dispositivos. Assim, como podemos observar nas informações relativas acapacidade de manobra de contatores, o valor numérico da corrente Ie / AC-1 de um dado contator ésensivelmente maior do que perante cargas motoras (Ie / AC-2 e AC-3 ), conforme veremos maisadiante.

3. Cargas capacitivas.Vejamos a curva de carga nesse caso. Vamos encontrar, sobre eixos de coordenadas referências detempo e corrente similares ao caso anterior, alguns picos de sobrecorrente mais críticos, porém decurta duração. Portanto, o efeito de aquecimento e o dinâmico sobre os componentes do dispositivoé de importância, com um pico de 60 x In, o que pode comprometer uma manobra nessa etapa decarga. Por essa razão, dispositivos de manobra para capacitores precisam ser de tipo especial ou ousuário deve consultar o fabricante sobre qual o dispositivo de manobra a ser usado.

TIPOS DE CARGADesenvolvimento de partida


FUSÍVEIS ENCAPSULADOS.


Os fusíveis são dispositivos de proteção que, pelas suas características, apresentam destaque naproteção contra a ação de correntes de curto-circuito, podendo porém também atuar em circuitos sobcondições de sobrecarga, caso não existam nesse circuito, dispositivos de proteção contra taiscorrentes, que são os relés de sobrecarga.

Sua atuação vem baseada na fusão de um elemento fusível, segundo o aquecimento resultantedevido as perdas joule que ocorrem durante a circulação dessa corrente, e se destacam por suaelevadíssima capacidade de interrupção, freqüentemente superior a 100 kA.

São dispositivos de proteção de larga aplicação, com diversos tipos construtivos, e que por issomesmo deve merecer uma atenção especial na hora de escolher o fusível correto. Para fundamentaressas escolha, nada melhor do que a análise da função de cada componente de um fusível, poisassim, em caso de ausência de algum desses componentes, já é possível avaliar asconseqüências.

Vamos tomar como referência nessa análise, a construção de um fusível encapsulado, cujas funçõese detalhes são:

1. Base de montagem e encaixe nessa base do contato externo.Sugerindo acompanhar essa análise com os desenhos em corte indicados na página seguinte, esobretudo na representação do fusível com designação de norma como sendo “NH “, nota-se quea corrente circulante entra pela base e passa ao contato externo do fusível através de umasuperfície de contato entre os metais do contato da base e do contato externo do fusível. Assuperfícies de contato entre o encaixe e o contato externo do fusível não podem oxidar pois seassim estiverem, a corrente que passa por elas levará à uma elevação de temperatura que vaiinvalidar a curva de desligamento tempo x corrente , que obrigatoriamente caracteriza umfusível. Tal oxidação depende sobretudo do tipo de metal ou liga metálica utilizada na construçãodos respectivos contatos, de modo que é de fundamental importância o uso de metais que nãooxidem, ou que oxidem muito lentamente. Uma , mas não a única solução encontrada, é o daprateação das peças de contato, pois sabemos que a prata é o melhor condutor elétrico e quesua oxidação é lenta. Soma-se a isso, o fato de o oxido de prata se decompor automaticamenteperante as condições normais de uso, de modo que o problema citado não se apresenta nessasolução.

Mas, como identificar um metal oxidado? A solução é simples: todo metal oxidado perde o seubrilho metálico, ou seja, se torna fosco. E não adiantará remover o óxido, pois com taismetais, o óxido se forma rapidamente de novo.

Uma exceção a essa regra é o caso do alumínio, o qual, mesmo oxidado, apresenta uma superfícieaparentemente brilhante, pois o óxido de alumínio é translúcido. Mas, na verdade, com esse metal, asituação até é mais crítica, pois o oxido de alumínio não é apenas um mau condutor elétrico: ele éisolante, o que exclui a possibilidade de seu uso puro para tais componentes.

2. Elemento fusível.Esse precisa ser inviolável, para evitar a alteração do seu valor nominal, e com isso, asegurança de sua atuação conforme previsto em projeto. Para tanto, o fusível como um todoprecisa ser inviolável ( como é o caso dos tipos Diazed e NH ), através do envolvimento de todo ofusível com um corpo externo cerâmico ( veja 3 na figura do fusível em corte ), com fechamentometálico nas suas duas extremidades.

Quando da circulação da corrente Ik, cujo valor, como vimos, é de 10 a 15 vezes ou mais superior aIn, através do elemento fusível, atinge-se uma temperatura de fusão superior a do metal utilizado naconstrução desse componente, ato em que se abre um arco elétrico com uma temperatura superiora 5 000ºC, que, pelo seu valor e risco de promover uma acentuada dilatação dos demaiscomponentes e se espalhar no ambiente, precisa ser rapidamente extinto. Caso contrário, existe orisco de uma explosão do fusível. A extinção é analisada com mais detalhes em outro ponto dessecapítulo.


Ainda quanto ao material com que é fabricado o elemento fusível, segue os detalhes:• O elemento fusível, para desempenhar sua ação de interrupção de acordo com uma característicade fusão tempo x corrente perfeitamente definida, como demonstrada nesse item, deve serfabricado de um metal que permita a sua calibragem com alta precisão. Para tanto, o metal deveser homogêneo, de elevada pureza e de dureza apropriada ( materiais moles não permitem essacalibragem). A melhor solução encontrada, na área de fusíveis de potência, foi a usando–se ocobre.

Fusíveis Diazed.

Fusíveis NH.


• Tem que ser definido o ponto sobre o elemento fusível, no qual o arco elétrico se estabelece. Issoporque, como aparece uma temperatura no arco da ordem de ou até superior a 5 000ºC, esse arconão pode se formar nas extremidades do elemento fusível, pois nesse caso, estaria tambémfundido os fechos metálicos do fusível, como o que teríamos um ARCO EXPOSTO AO AMBIENTE,com grande risco de incêndio no local ou a da explosão do fusível. Portanto, o arco precisa seformar a meia distancia do comprimento do elo, para o que esse elemento fusível precisa ter,nessa posição, UMA REDUÇÃO DE SEÇÃO.

• O elemento fusível precisa vir envolto por um meio extintor ( geralmente areia de quartzo com umagranulometria perfeitamente definida ), que, sendo isolante elétrico, rapidamente extingue o arcoformado.

3. Corpo cerâmico.

O corpo cerâmico envolve todas as partes internas do fusível. Como tal fica sujeito ao aquecimentoque ocorre no instante da fusão. Vale lembrar, nesse particular, que, também devido ao destacado,um corpo envolvente com essa finalidade, precisa ter as seguintes características:

• O material usado deve ser isolante, e permanecer isolante após a fusão do elemento fusível.Não cumprindo essa condição, pode-se formar um novo circuito condutor de corrente, após a fusãodo elemento fusível, através do corpo envolvente.

• O material deve suportar elevadas temperaturas, sem se alterar. Destaque-se que certos materiaissão isolantes à temperatura ambiente mas perdem essa propriedade por carbonização, perante astemperaturas citadas, tornando-se condutoras.

• O material deve suportar bem as pressões de dentro para fora, que aparecem no ato da fusão doelemento fusível. E da dilatação do meio extintor e de gases internos. Solução para esse caso, é ouso de cerâmicas isolantes do tipo porcelana ou esteatita, essas últimas sendo porcelanasmodificadas, com melhores características mecânicas.

4. Meio extintor.Conforme já mencionado, esse material também deve ser isolante , interpondo-se automaticamente,por peso próprio, quando da fusão do metal do elemento fusível. A garantia dessa intercalação éacentuadamente função da granulometria da areia usada, normalmente de quartzo.Na página seguinte vem a demonstração de como fica o elemento fusível após a interrupção,notando-se o seu envolvimento e separação entre as partes fundidas por areia de quartzo.

5. Indicador de estado.No fusível encapsulado existe uma aparente dificuldade em se verificar se o mesmo está perfeito ou“queimado “, devido ao invólucro ou encapsulamento. Essa dificuldade é eliminada pela verificaçãodo posicionamento do indicador de fusão, representado no desenho, mostrado na página anterior.

Quando o indicador de fusão está retraído na sua posição de montagem, o fusível estáperfeito: quando está saliente ( no caso do NH ), ou ejetado ( no caso do Diazed ), o fusívelestá “queimado”, e precisa ser substituído.

Demonstração do desempenho adequado da interrupção do curto-circuito.


Zonas tempo-corrente.


Limitação da corrente.

Exemplo de aplicação ( observando o gráfico ):- Corrente presumida de curto-circuito Ik ( valor eficaz ) = 20 kA- Fusíveis - corrente nominal In = 100 A- corrente de corte IC ( valor máximo ) = 10 kA ( limitação de corrente )


Curvas características.

São essas curvas que informam como o fusível vai atuar, ou seja, qual o tempo que precisará parainterromper uma dada corrente anormal.

ESSE TEMPO TEM QUE SER, NECESSÁRIAMENTE, MENOR DO QUE O TEMPO MÁXIMO PELOQUAL O COMPONENTE PROTEGIDO SUPORTA A CORRENTE ANORMAL, DE ACORDO COM ANORMA DO PRODUTO EM QUESTÃO.

Os valores nominais dos fusíveis seguem as normas que a eles se aplicam, conforme já mencionado,de acordo com uma série numérica padronizada. As próprias normas estabelecem a tolerância devalores ( variação em torno do valor nominal ), que deve ser comprovada pelas curvas característicastempo de fusão x corrente de fusão ( valor eficaz ), conforme vem indicado na página 24, e nascurvas de limitação de corrente, da página 25. No gráfico, vem indicada uma corrente simétrica eoutra assimétrica de curto circuito. Vamos esclarecer esse aspecto. As normas que se aplicam aocálculo da corrente de curto-circuito se baseiam nas normas da IEC. Por essas normas , o valor dereferência é a Corrente Assimétrica Máxima de Curto-circuito, definida como sendo:

Corrente Assimétrica Máxima de Curto-circuito.

Valor de crista atingido pela corrente do enrolamento primário ( onde ocorreu o curto-circuito) nodecorrer do primeiro ciclo imediatamente após o enrolamento ter sido subitamente curto-circuitadoquando as condições forem tais que o valor inicial do componente aperiódico da corrente, se houver,será máximo.

O exemplo de aplicação dado nessa última página demonstra como usar essas curvas, enquanto que, para as da página 24, podemos fazer as seguintes observações :

• A corrente nominal nunca deve ser interrompida pelo fusível;

• A evolução tempo x corrente dessas curvas depende do tipo de carga ligada, pois sabemos quecargas indutivas tem correntes iniciais maiores na partida, que não devem ser desligadas pelofusível. Nesse sentido, para os mesmos valores nominais, são fornecidos fusíveis retardados (para cargas motoras ), rápidos ( para cargas resistivas ) e ultra-rápidos ( para semicondutores ).

Esse fato leva a necessidade de, na escolha do fusível, não se basear apenas na corrente nominal ena tensão nominal, mas também no tipo de carga a ser protegido: a escolha errada ou a nãoconsideração desse último aspecto vai levar a desligamentos/queimas fora das condiçõesprevistas para a interrupção do circuito.

Finalmente, deve-se ressaltar que fusíveis encapsulados se caracterizam por uma elevadíssimacapacidade de interrupção, que freqüentemente ultrapassa os 100 kA, sendo até, nesse aspecto,muitas vezes superior a apresentada pelos disjuntores, que analisaremos mais adiante.

DISPOSITIVOS DE MANOBRA.Preliminarmente vamos destacar que a Terminologia da ABNT aboliu, totalmente o termo “chave”para caracterizar genericamente todos os dispositivos de manobra.Por definição do Dicionário Brasileiro de Eletricidade ( ABNT ), temos:

Dispositivo de manobra - Dispositivo elétrico destinado a estabelecer ou interrompercorrente, em um ou mais circuitos elétricos.


SECCIONADOR-FUSÍVEL SOB CARGA.

O seccionador-fusível é uma combinação de um seccionador, caracterizado pela simplicidade de suaconstrução, com a dos fusíveis, que se localizam na posição dos contatos moveis do seccionador.

Pela sua construção simples, são capazes de manobrar até carga nominal, é a proteção de correntesde curto-circuito, pela presença dos fusíveis.

Sua representação gráfica e construtiva :

SECCIONADOR.

No item Terminologia, vimos que o seccionador é por definição um dispositivo de manobra que temuma capacidade de interrupção limitada. Tal fato é a conseqüência de uma construção elementar,que faz com que o dispositivo em análise tenha uma aplicação restrita.

Porém, para pequenas cargas, como é o caso de oficinas e determinadas condições de operaçãodentro de um sistema elétrico, há por vezes necessidade de um dispositivo que opereEVENTUALMENTE cargas de pequeno valor. Para esses casos, é possível utilizar o seccionador sobcarga, que não é mais do que um seccionador convencional, com uma estrutura de contatos ecâmaras de extinção, de características também limitadas a tais usos.

Seccionador sob carga

Representação gráfica

Representação construtiva


DISJUNTORES.

Lembrando a definição, o disjuntor é um dispositivo que, entre outros, é capaz de manobrar o circuitonas condições mais críticas de funcionamento, que são as condições de curto-circuito. Ressalte-seque apenas o disjuntor é capaz de manobrar o circuito nessas condições, sendo que, interromper Ik éainda atributo dos fusíveis, que porém não permitem uma religação.

A manobra através de um disjuntor é feita manualmente ( geralmente por meio de uma alavanca )ou pela ação de seus relés de sobrecarga ( como bimetálico ) e de curto-circuito ( comoeletromagnético ). Observe-se nesse ponto que os relés não desligam o circuito: eles apenasinduzem ao desligamento, atuando sobre o mecanismo de molas, que aciona os contatos principais.Conforme pode ser visto na representação abaixo, cada fase do disjuntor tem em série, as peças decontato e os dois relés.

É válido mencionar que para disjuntor de elevadas correntes nominais, os relés de sobrecorrentessão constituídos por transformadores de corrente e módulo eletrônico que irá realizar a atuação dodisjuntor por correntes de sobrecargas, correntes de curto-circuito com disparo temporizado einstantâneo e até disparo por corrente de falha à terra.

Representação dos componentes de um disjuntor tripolar.

Para operar nessas condições, o disjuntor precisa ser caracterizado, além dos valores nominais detensão, corrente e freqüência, ainda pela sua capacidade de interrupção, já definida e pelas demaisindicações de temperatura e altitude segundo a respectiva norma, e agrupamento de disjuntores,segundo informações do fabricante, e outros, que podem influir no seu dimensionamento.

Nos dados técnicos citados quando da definição da capacidade de interrupção, citam-se comoreferências:• Icn ............ Corrente de curto-circuito nominal.• Icu ........... Corrente limite que pode causar danos e impedir que o disjuntor possa continuar

operando. Seu ciclo de operação é O-t-CO.• Ics ........... Corrente que permitirá religamento do disjuntor e este continuar operando. Seu ciclo é O-

t-CO-t-CO.

Entre esses valores estabelece-se a relação : Icu / Ics > Ik .


Os valores nominais do disjuntor são gravados externamente na sua carcaça, seja em alto-relevo,seja na forma de uma placa. Esses valores são obtidos segundo as normas de ensaio que seaplicam ao dispositivo, na forma individual, ou seja, é ensaiado uma unidade de disjuntor, sejaunipolar ou multipolar, perante condições de temperatura e altitude estabelecidas nessa norma.Observe-se com isso que, se, na instalação, não tivermos as mesmas condições de temperatura ede altitude, e se na instalação tivermos um agrupamento de disjuntores, um encostado no outro(como costuma acontecer com os minidisjuntores ), com o que as condições interna de temperaturase tornarão mais criticas, é necessário restabelecer, por meio de um sistema de troca de caloradequado, as condições de referência citadas em norma.

Por outro lado, os disjuntores são normalmente dotados dos relés de sobrecarga e de curto-circuito,cada um tendo a sua curva característica, que devem ser adequadamente coordenadas entre si.Seguem-se alguns exemplos de disjuntores e suas curvas características, observando-se que:

• As curvas características relacionam o tempo de disparo ( s ) x corrente de desligamento ( A ).Nessas curvas ( veja página seguinte ), observa-se que:

1. A vertical levantada pelo valor da corrente nominal não pode interceptar nenhuma curvacaracterística

2. Partindo do valor nominal ( In ) até em torno de 10 x In, temos a faixa de sobrecarga cujacurva é a do relé de sobrecarga utilizado. A partir daí, temos a situação de curto-circuito,e que também está relacionado com a capacidade de interrupção que o disjuntor precisapossuir, e que resulta da curva característica do relé de curto-circuito.

3. Eventualmente, podemos ter o caso em que se associam as características decapacidade de interrupção do disjuntor com a do fusível. Vimos, no item respectivo, queos fusíveis apresentam uma elevadíssima capacidade de interrupção. Assim, para nãoonerar a instalação com um disjuntor de elevada capacidade de interrupção, tem se aalternativa de associar em série com o disjuntor básico e um fusível adequado, e entãoteríamos:

• Os valores normais de corrente de curto-circuito são controlados pelo relé de curto-circuito, queatua sobre o mecanismo de molas do disjuntor, o qual interrompe correntes de média intensidade;para valores mais elevados, quem atuará será o fusível.

• Para que esse fato ocorra, é necessário que as três curvas de desligamento, ou seja, as duas dosrelés do disjuntor e a do fusível, sejam coordenados adequadamente entre si, como representa afigura que segue.

Curvas características de fusível e disjuntor em série

Diversos são os tipos de disjuntores de baixa tensão utilizados. Citaremos alguns tipos, com suasrespectivas curvas características.


Disjuntor para manobra e proteção do sistema 3WN (Siemens)

Construção.

Disjuntor para manobra e proteção de sistema 3WN (Siemens)

Curvas características


Disjuntor para manobra e proteção de motores 3VL.

Construção

Curvas características.


CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS FUSÍVEL-DISJUNTOR.

Disjuntor e fusível exercem basicamente a mesma função: ambos tem como maior e mais difíciltarefa, interromper a circulação da corrente de curto-circuito, mediante a extinção do arco quese forma. Esse arco se estabelece entre as peças de contato do disjuntor ou entre as extremidadesinternas do elemento fusível. Em ambos os casos, a elevada temperatura que se faz presente leva auma situação de risco que podemos assim caracterizar:

• A corrente de curto-circuito ( Ik ) é a mais elevada das correntes que pode vir a circular no circuito, ecomo é bem superior à corrente nominal, só pode ser mantida por um tempo muito curto, sob penade danificar ou mesmo destruir componentes de um circuito. Portanto, o seu tempo de desligamentodeve ser extremamente curto.• Essa corrente tem influência tanto térmica ( perda joule ) quanto eletrodinâmica, pelas forças derepulsão que se originam quando essa corrente circula entre condutores dispostos em paralelo,sendo por isso mesmo, fator de dimensionamento da seção condutora de cabos.• O seu valor é calculado em função das condições de impedância do sistema, e é por isso variávelnos diversos pontos de um circuito. De qualquer modo, representa em diversos casos até algumasdezenas de quilo-ampéres que precisam ser manobrados, seja pela atuação de um fusível, seja pelodisparo por um relé de curto-circuito que ativa o mecanismo de abertura dos contatos do disjuntor.• Entretanto, existem algumas vantagens no uso do fusível, e outras usando disjuntor.Vejamos a tabela comparativa, perante a corrente de curto-circuito Ik.

Características para desempenho no curto-circuito.

A confiabilidade de operação do fusível ou disjuntor é assegurada pela conformidade das normasvigentes e referências do fabricanteTambém quanto as condições de operação e controle, podemos traçar um paralelo entre disjuntor efusível, como segue:


Características de operação e controle


RELÉS DE PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA.

As sobrecargas são originadas por uma das seguintes causas:• Rotor bloqueado;• Elevada freqüência de manobra;• Partida difícil ( prolongada );• Sobrecarga em regime de operação;• Falta de fase;• Desvio de tensão e de freqüência.

Conceito de sobrecarga.

A sobrecarga é uma situação que leva a um sobreaquecimento por perda joule, que os materiaisutilizados somente suportam até um determinado valor e por tempo limitado. A determinação deambas as grandezas é feita em Norma Técnica do referido produto.

Assim, por exemplo, para condutores próprios até 6 kV e isolados em PVC, a Especificação Técnicaé a norma NBR 7288,que, entre outros define:• Temperatura permanentemente admissível no isolante: 70ºC• Temperatura admissível perante sobrecarga: 100ºC• Tempo admissível de sobrecarga: 100 horas /ano

Ultrapassados esses valores, a capa isolante de PVC vai se deteriorar, o que significa, perder suascaracterísticas iniciais, e entre outros, sua rigidez dielétrica, que define a capacidade de isolação.

Portanto, a função do relé de sobrecarga é a de atuar antes que esses limites de deterioraçãosejam atingidos, garantindo uma VIDA ÚTIL apropriada aos componentes do circuito.

Basicamente são dois os tipos de relés de sobrecarga encontrados: o relé bimetálico e o reléeletrônico, esse último em mais de uma versão. Vejamos detalhes de cada um.

• O relé de sobrecarga bimetálico.Esse relé tem um sensor bimetálico por fase, sobre o qual age o aquecimento resultante da perdajoule, presente numa espiral pela qual passa a corrente de carga e que envolve a lâminabimetálica, que é o sensor. Essa, ao se aquecer, se dilata, resultando daí a atuação dedesligamento do acionamento eletromagnético do contator ou o disparo do disjuntor, em ambos oscasos abrindo o circuito principal e desligando a carga que, por hipótese, está operando emsobrecarga.

Portanto, esse relé controla o aquecimento que o componente/equipamento do circuito estásofrendo devido a circulação da corrente elétrica.

Sobreaquecimentos de outras origens NÃO SÃO NECESSARIAMENTE registradas por esserelé, e que podem igualmente danificar ou até destruir o componente.

Funcionamento.

• Passando corrente pela espiral envolvente ( ACOMPANHE NA ILUSTRAÇÃO DEPRINCÍPIO CONSTRUTIVO DA PÁGINA SEGUINTE ), o sensor, que é formado por doismetais ( por isso “bimetálico“ ), começa a se dilatar ( veja 6 ).Na escolha dos dois metais quecompõe o sensor, opta-se por metais que tenham diferentes “coeficientes de dilatação linear“( por exemplo níquel e ferro ), sendo feita uma solda molecular entre as duas lâminas. Como,perante o aquecimento da corrente, a dilatação de cada lâmina não pode se dar livremente porestarem soldadas, a de maior coeficiente de dilatação se curvará sobre a de menor valor, com oque se desloca o cursor de arraste do relé (veja 5 ) e se desligará o contato (veja 2 ) ou se


destravarão as molas de abertura do disjuntor. Com essa atuação interrompe-se o circuitoprincipal do componente em sobrecarga.

• Observe que, quanto maior a corrente, maior é o sobreaquecimento que acontece, e mais rápidotem que ser o desligamento, para não haver dano dos equipamentos em sobrecarga. Portanto, arelação dos valores de tempo e corrente sempre precisa ter uma variação inversamenteproporcional.

• Observe também que as sobrecorrentes analisadas na fase de partida /arranque do motor, nãodevem ser “ entendidas “ pelo relé como sendo “sobrecargas “ que devam levar a umdesligamento: essas, fazem parte do processo normal de partida.

• Ainda, como existem cargas que apresentam a citada sobrecorrente na fase inicial, e outrascargas não, há necessidade de relés com maior ou menor rapidez de atuação, semelhantementeao que acontece com os fusíveis. Portanto, na escolha do relé adequado, também o tipo decarga é um dado essencial a uma correta escolha. Se a curva representada não atende àsnecessidades do circuito, é preciso escolher um outro relé, com curva característica maisadequada à carga que desejamos proteger.

• As curvas características tempo de disparo x múltiplo da corrente de desligamento, da página 34,demonstram claramente algumas das afirmações anteriores. Acrescente-se que como asinstalações são geralmente trifásicas, os relés também o são. A curva 1 se aplica no caso maiscomum, que é o de carga trifásica. Porém, esses relés também atuam no caso da falta de umafase ( operação bifásica ), seguindo nesse caso a curva 2.

• Mais um detalhe deve ser lembrado, comparando-se os tempos de disparo obtidos pelas curvas.Quando o ensaio de determinação das curvas características é feito, segundo as normas, a suaevolução é medida partindo-se do relé em “estado frio “, ou seja, anteriormente desligado.Essa na verdade não é a situação normal de uso.O relé está inserido em um circuito pelo qual está circulando a corrente nominal, e, num dadoinstante, ocorre a sobrecarga. Como o relé já sofreu um pré-aquecimento devido a correntenominal, a qual no entanto não deve levá-lo a atuar ( a corrente nominal não deve levar aodesligamento pelo relé, pois não é uma corrente anormal que deva ser desligada), mas que jádeformou de um certo valor o sensor bimetálico, o tempo real de atuação será necessariamentemenor do que o obtido de uma curva cujo ensaio partiu do estado frio. Essa redução dotempo de atuação, ( que, lembramos, deve ser menor do que o tempo permitido por norma paraessa situação ), não pode ser expresso precisamente em porcentagem da corrente lida nográfico, pois os regimes que antecedem a uma sobrecarga podem ser extremamente variáveis ediferentes.

Relé de sobrecarga bimetálico.Princípio construtivo.


Desenho em corte

Relé de sobrecarga bimetálico com sensibilidade à falta de fase.Curvas características típicas de disparo.


1 - Carga trifásica equilibrada2 - Carga bifásica ( falta de fase de uma fase )

Entretanto, o certo é que o tempo real é menor do que o lido no gráfico. Os fabricantes, de modogeral , consideram muito próximo da realidade, um tempo real de desligamento igual a 25% dotempo lido no gráfico representado nos catálogos.

Atuação do relé bimetálico perante falta de fase.

A “falta de fase” é uma situação em que uma das três fases na carga trifásica ( um motor trifásico porexemplo ), é interrompida. Nesse caso, como isso eleva a corrente nas fases que permanecem,caracteriza-se uma “situação de sobrecarga“, que o relé é capaz de desligar. As respectivas curvascaracterísticas estão representadas no gráfico da página anterior. A curva de falta de fase tematuação mais rápida que a da carga trifásica equilibrada, porque a falta de fase gera uma sobrecargade grandeza inferior ao aumento da carga nas fases que ficam.

A seqüência de atuação dos contatos do relé é dada na ilustração da página seguinte.

O relé de sobrecarga eletrônico.

Conforme visto anteriormente, o relé de sobrecarga bimetálico opera perante os efeitos térmicos dacorrente. Existem, porém, situações em que ocorrem sobreaquecimentos que não são conseqüênciade um excesso de corrente, e que do mesmo modo, podem destruir uma carga.

É o que acontece, por exemplo, quando as aberturas dos radiadores de calor de um motor entopem,com o que a troca de calor diminui sensivelmente, e o sobreaquecimento daí resultante não éregistrado pelo relé de sobrecarga bimetálico.

Na verdade, o que se precisa não é controlar corrente, e sim temperatura, seja ela de que origemfor. Para atender a essa condição, usa-se um relé de sobrecarga eletrônico que permiteadicionalmente sensoriar a temperatura, no ponto mais quente da máquina, através de umsemicondutor, chamado de termistor, que por sua vez ativa um relé de sobrecarga, dito eletrônico.Esse relé se caracteriza por:

• Uma supervisão da temperatura, mesmo nas condições mais críticas• Uma característica de operação que permite ajustar as curvas características tempo de disparo x

corrente de desligamento, de acordo com as condições de tempo de partida da carga.• Perante rotor bloqueado, como a corrente circulante rapidamente se aproxima dos valores

críticos para um sobreaquecimento, o controle pela corrente é mais rápido do que pelo termistor.

Na verdade, esse é um dos tipos de relé de sobrecarga eletrônico. As funções de proteção dessafamília de relés são ampliadas, incluindo supervisão de termistores com interface incorporada edetetor de corrente de fuga.De um modo geral, porém, devido ao aspecto econômico, os do tipo bimetálico são mais utilizadosem baixas potências de carga, enquanto o eletrônico é usado nos demais casos, bem menosfreqüentes, conforme podemos observar.

Refletindo a comparação entre os dois tipos, a ilustração da página 37 demonstra bem o que foijustificado tecnicamente acima.


Atuação de um relé de sobrecarga com sensibilidade à falta de fase.


Relé de sobrecarga eletrônico 3RB12.

Curvas características de disparo


RELÉS DE SOBRECORRENTE CONTRA CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO.

Esses relés são do tipo eletromagnético, com uma atuação instantânea, e se compõe com os relésde sobrecarga para criar a proteção total dos componentes do circuito contra a ação prejudicial dascorrentes de curto-circuito e de sobrecarga, respectivamente.

A sua construção é relativamente simples em comparação com a dos relés de sobrecarga(bimetálicos ou eletrônicos), podendo ser esquematizado, como segue:

A bobina eletromagnética do relé é ligada em série com os demais componentes do circuito. Suaatuação apenas se dá quando por esse circuito passa a corrente Ik, permanecendo inativo perante ascorrentes nominais ( In ) e de sobrecarga ( Ir ).

Pelo que se nota, a sua função é idêntica à do fusível, com a diferença de que o fusível queima aoatuar, e o relé permite um determinado número de manobras.

Por outro lado, como o relé atua sobre o mecanismo do disjuntor, abrindo-o perante uma corrente Ik,a capacidade de interrupção depende do disjuntor, enquanto que, usando fusível em série com odisjuntor, essa capacidade de interrupção depende do fusível.


CONTATORES.

O contator, que é de acionamento não manual por definição, pode ser do tipo “de potência“ e“auxiliar“, e normalmente tripolar, por ser usado em redes industriais que são sobretudo trifásicas.

O seu funcionamento se dá perante condições nominais e de sobrecarga previstas, sem porém tercapacidade de interrupção para desligar a corrente de curto-circuito.

O acionamento é feito por uma bobina eletromagnética pertencente ao circuito de comando, bobinaessa energizada e desenergizada normalmente através de uma botoeira liga-desliga, estando aindaem série com a bobina do contator um contato pertencente ao relé de proteção contra sobrecargas,do tipo NF ( Normalmente Fechado ).Esse contato auxiliar, ao abrir, interrompe da alimentação da bobina eletromagnética, que faz ocontator desligar. Fusíveis colocados no circuito de comando fazem a proteção perantesobrecorrentes.

Construção.

Cada tamanho de contator tem suas particularidades construtivas. Porém, em termos decomponentes e quanto ao princípio de funcionamento, são todos similares ao desenho explodido quesegue, e cujos componentes estão novamente representados na ilustração com corte na páginaseguinte.

Contator de potência.Desenho explodido


Contator de potência.Peça em corte.

Análise e substituição dos contatos de contatores.


Funcionamento do contator.

Conforme definido e comentado anteriormente, o contator é um dispositivo de manobra não manual ecom desligamento remoto e automático, seja perante sobrecarga ( através do relé de sobrecarga )seja perante curto-circuito ( através de fusíveis ).

Quem liga e desliga o contator é a condição de operação de uma bobina eletromagnética, indicadapor ( 2 ) no desenho em corte, abaixo.

Essa bobina, no estado de desligado do contator, ou seja, contato fixo ( 4 ) e contato móvel ( 5 )abertos, também está desligada ou desenergizada. Quando, por exemplo através de uma botoeira, abobina eletromagnética é energizada, o campo magnético criado e que envolve o núcleo magnéticofixo ( 1 ), atrai o núcleo móvel ( 3 ), com o que se desloca o suporte de contatos com os contatosprincipais móveis ( 5 ), que assim encontram os contatos principais fixos ( 4 ), fechando o circuito.

Estando o contator ligado ( a bobina alimentada ), e havendo uma condição de sobrecarga prejudicialaos componentes do sistema, o relé de proteção contra sobrecarga ( bimetálico ou eletrônico )interromperá um contato NF desse relé, que está em série com a bobina do contator, no circuito decomando. Com a abertura do contato é desenergizada a bobina eletromagnética, o contator abre e acarga é desligada.Para efeito de religação, essa pode ser automática ou de comando remoto, dependendo dascondições a serem atendidas pelo processo produtivo ao qual esses componentes pertencem.

Além dos contatos principais, um contator possui contatos auxiliares dos tipos NA e NF, em númerovariável e informado no respectivo catálogo do fabricante.( Lembrando: NA significa Normalmente Aberto e NF, Normalmente Fechado ).

As peças de contato tem seus contatos feitos de metal de baixo índice de oxidação e elevadacondutividade elétrica, para evitar a criação de focos de elevada temperatura, o que poderia vir aprejudicar o seu funcionamento. Nesse sentido, o mais freqüente é o uso de liga de prata.

Desenho em corte.


Características dos contatores.

Os contatores se caracterizam sobretudo pelo seu elevado número de manobras perante correntenominal, número esse variável com o tipo de carga pois, entre outros, é função dos efeitos do arcoelétrico sobre as peças de contato no instante da manobra. Com isso, a sua capacidade demanobrar também passa a ser variável com o tipo de carga, conforme vamos detalhar aseguir.

Se analisarmos, conseqüentemente, uma lista técnica de um contator, vamos constatar que:

• São dados básicos de escolha, o conhecimento de sua tensão nominal ( Un ), e a freqüêncianominal ( fn ) , para as quais também a bobina eletromagnética do contator precisa seradequada.

• É fundamental também saber em que condições de carga o contator é ligado, para determinar onúmero de contatos auxiliares necessários para intertravamento, bloqueio, comandos auxiliaresetc, definindo-se assim o número de contatos normalmente abertos ( NA ) e os normalmentefechados ( NF ).

• Como terceiro detalhe, o tipo de carga em que vai ser ligado: a constatação se a carga épredominantemente resistiva ou indutiva ( motores sobretudo ). Isso porque, as respectivascurvas de carga são acentuadamente diferentes. No caso de carga capacitiva, as condiçõesbastante críticas na ligação recomendam o uso de contatores específicos para tal carga, ou umaconsulta ao fabricante a respeito.

• O quarto aspecto diz respeito ao regime em que a carga considerada vai ser manobrada: é deligação contínua ou intermitente. Isso porque, sendo intermitente, a presença freqüente doarco elétrico e seus efeitos térmicos, bem como as freqüentes correntes de partida, algumasvezes superiores à In, fazem com que tenhamos que reduzir a carga pela redução de corrente,com o que o contator terá menor capacidade de manobra. As potências indicadas seguem apadronização constante da norma NBR 5432, em sua ultima edição.

• Mais um aspecto é a definição da sua categoria de emprego, segundo norma IEC.As diversascategorias de emprego estão definidas na próxima página, sendo designadas, em correntealternada, por AC_. Classificação semelhante é normalizada para corrente contínua por DC_.Para cada uma dessas categorias, define-se qual a capacidade de manobra que um dadocontator apresenta.

• Nas listas técnicas ainda encontramos informações relativas à:- Corrente e tamanho do fusível ou disjuntor-motor que fará a proteção de cada um dos

contatores, lembrando que, sendo carga motora, a característica do fusível é retardada;- Atendimento às normas técnicas, relacionando-as e informando eventualmente se o material

já possui a MARCA DE CONFORMIDADE. Essa marca é obtida na obediência da norma doproduto e de norma de procedimentos. Sua concessão é feita por autorização do INMETRO -Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Garantia de Qualidade.

- Para cada contator ainda vem indicada a família de relés de sobrecarga que se aplica,baseado no valor da corrente nominal.


ContatoresCategorias de emprego - IEC 947


Durabilidade ou vida útil.

A durabilidade é expressa segundo dois aspectos: a mecânica e a elétrica.

A durabilidade mecânica é um valor fixo, definido pelo projeto e pelas características de desgastedos materiais utilizados. Na prática, o seu valor é de 10 a 15 milhões de manobras, para contatoresde pequeno porte. De qualquer modo, o valor correspondente está indicado no catálogo dofabricante.

A durabilidade elétrica, ao contrário, é um valor variável, função da freqüência de manobras dacarga á qual o contator está sujeito, ao número total de manobras que o contator é capaz defazer, a sua categoria de emprego e aos efeitos do arco elétrico, que dependem da tensão e dacorrente elétricas. Normalmente, perante condições de desligamento com corrente nominal nacategoria de emprego AC-3, esse valor varia de 1 a 1,5 milhão de manobras.

Essas três últimas variáveis estão indicadas no gráfico na página seguinte, observando-se que:• No eixo horizontal, vem indicada a corrente de desligamento, que não é necessariamente a

corrente nominal. Portanto, o seu valor deve ser determinado ou medido em cada carga ligadaao contator.

• No eixo vertical, a indicação de dois dos possíveis eixos de tensão nominal, sendo que, sobre asescalas indicadas ( de acordo com a tensão ligada),obtemos O VALOR TOTAL DASMANOBRAS QUE O CONTATOR É CAPAZ DE FAZER, em regime AC-3, que é o maisencontrado nas instalações industriais. Ou, em outras palavras, obtemos a DURABILIDADEELÉTRICA DO CONTATOR.

• O conhecimento dessas durabilidades ( elétrica e mecânica ) são particularmente importantes naconstituição do PLANO DE MANUTENÇÃO DE UMA INDÚSTRIA, podendo-se assim planejaradequadamente a aquisição de peças de reposição e o período melhor de sua troca seminterromper o ciclo produtivo.

• A curva de cada contator é estabelecida pelo fabricante.

Do exposto, podemos tirar algumas conclusões :• Na escolha do contator adequado a uma instalação, e para evitar freqüentes trocas,temos que

conhecer, alem da tensão, freqüência elétrica e tipo de carga ( como vimos até aqui ), também afreqüência de manobras, ou seja, o número de manobras por unidade de tempo ( p.ex. manobraspor hora ) que a carga realiza.

• Na avaliação qual o contator que melhor atende ao usuário, e além do seu custo, temos quesaber, entre os contatores para nossa escolha, qual o que apresenta uma durabilidade adequadae relacionar essa durabilidade com o custo-benefício.

• Avaliar o que significa para o ciclo de trabalho da indústria, freqüentes substituições decomponentes, ou seja, até que ponto essas prejudicam o ciclo produtivo.

Todos os elementos citados seguem na página seguinte, tendo-se ainda anexado um nomogramaque por vezes tem sido um auxiliar útil na determinação da durabilidade elétrica.


Durabilidade elétrica dos contatos.

Nomograma para estimativa da durabilidade elétrica


Exemplo:• 1º valor de referência : 1 milhão de manobras elétricas.• 2º valor de referência: 200 manobras por hora• Valores obtidos. Unem-se os dois pontos e assim interceptamos um eixo vertical central ( que

não tem escala ). A partir do ponto de corte com o eixo vertical central, traçar uma horizontal, quevai ( à direita e à esquerda ) cortar as diversas escalas com horas de serviço diário especificado.Considerando o corte com a escala “8 horas de serviço diário” nos dará a durabilidade docontator, que nesse caso é de aproximadamente 3 anos.

Ainda na atividade de manutenção, é importante se localizar qualquer defeito que estejaacontecendo durante o ciclo de trabalho. Assim, por exemplo, seja pelas condições da rede dealimentação, seja por defeito dos componentes, podem ocorrer certos problemas, cujas causas maisfreqüentes estão exemplificadas no que segue.

Utilização dos contatores.Desvio dos valores nominais de operação


Garantia de bom desempenho do contator.Sucintamente, o correto uso e daí o bom desempenho de um contator pode vir baseadoem:• Acompanhar o estado dos contatos através do cálculo da durabilidade, como visto anteriormente

e registrar, em especial, desligamentos por anormalidades, que certamente vão reduzir a vidaútil.

• Instalar os relés de proteção contra sobrecarga e os fusíveis máximos de acordo com oespecificado no catálogo do fabricante.

• Avaliar as conseqüências de um curto-circuito ( o contator não desliga, mas vai conduzir acorrente de curto- circuito por tempo limitado ) presente no circuito;

• Controlar as condições de aquecimento das peças de contato, aquecimento esse sempreproveniente de condições anormais de utilização, e que podem ter danificado as peças decontato;

• O uso de peças de reposição originais do próprio fabricante do contator.

SELETIVIDADE E COORDENAÇÃO DE PROTEÇÃO ( BACK-UP ) ENTRE DISPOSITIVOS DEPROTEÇÃO.

Definição:Coordenação a sobrecorrentes.Coordenação das características de operação de dois ou mais dispositivos de proteção contrasobrecorrentes, de modo que, no caso de ocorrerem sobrecorrentes entre limites especificados,somente opere o dispositivo previsto dentro desses limites.

E essa previsão é a de que opere apenas o dispositivo a montante do defeito que esteja maispróximo desse defeito ( ou, em outras palavras: o imediatamente anterior ao local do defeito ).

Vimos que:• A proteção contra condições anormais de sobrecorrente é feita por relés de proteção de

disjuntores e fusíveis;• Cada um desses dispositivos, entre outras grandezas, é caracterizado por curvas características;• Essas curvas tem sua posição perfeitamente definida nos gráficos tempo de disparo x corrente

de desligamento, de sorte que cada um atue na situação correta.

Essa atuação na situação correta deve ser também transferida ao circuito, onde temosfreqüentemente, diversos dispositivos de mesma ou diferente função de proteção, LIGADOS EMSERIE, e onde a evolução das curvas tempo x corrente adquire um significado especial. Essa é umaanálise de SELETIVIDADE de atuação conjunta, e que é o tema que segue.

Reportando-nos às duas páginas seguintes, temos a observar:

• Seletividade entre fusíveis em série.

Tem-se nesse caso, a análise feita para dois jogos de fusíveis em série ( veja na página 58 ), tendo oF2 ( fusível a jusante ) a ligação da carga, e antes dele, o fusível F1 ( a montante ), semprelembrando que, pelas regras de representação gráfica, a alimentação é representada do lado decima e as cargas, em baixo.

Nesse caso, entre as curvas médias dos dois fusíveis, tem que haver uma diferença de tempos deatuação, que é dada, em termos de correntes nominais, por fatores ( 1,25 ou 1,6 ) indicados emfunção da tensão de alimentação. Esses fatores vão garantir, no final, que as curvas dos fusíveis nãose sobreponham, total ou parcialmente.

Sob altas correntes de curto-circuito, porém, o atendimento a essas condições não é suficiente.


A seletividade só estará assegurada quando o valor da energia ( dado por I2 . t ) durante ostempos de fusão e de arco, do fusível menor, for menor do que o respectivo valor, do fusívelmaior ( a montante ).

Deve ficar bem claro nesse ponto o seguinte: não basta que as correntes nominais de fusíveisimediatamente em série não sejam iguais, nem que sempre um tamanho maior ao anterior já garantea seletividade

• Seletividade entre disjuntores em série.

Nesse caso, a seletividade é analisada, pela disposição das curvas características dos relés deproteção de sobrecarga e de curto-circuito ( veja na página seguinte ), dos disjuntores ( Q1 e Q2 ). Adiferença de tempos que dão uma seletividade confiável deve ser de 70 ms a 150 ms. Observe asdemais recomendações indicadas.

• Seletividade entre relés do disjuntor e fusível.

Tendo um fusível a jusante e um disjuntor com seus relés a montante ( veja na página 61 ), o tempode separação tem que ser da ordem de 100 ms.

• Seletividade entre fusível e relés do disjuntor.

Situação inversa a anterior, com os relés do disjuntor a jusante e o fusível a montante. O tempo deseparação entre as curvas deve ser da ordem de 70 ms.

A utilização de valores menores do que os indicados, pode levar a desligamentos contrários aseletividade exigida, devido as tolerâncias com que tais componentes são fabricados.

Normalmente, quando são usados dispositivos de manobra e de proteção de mesma origem, aevolução para que tais curvas sejam coerentes entre si já é levada em consideração pelo fabricante;diferente o caso quando os dispositivos de proteção são de diversas origens, quando então ocuidado deve ser redobrado.

O estudo da seletividade adquire uma importância particular, quando observamos que a atuação dosdispositivos de proteção que não atenda ao que foi exposto, leva certamente ao desligamento desetores do circuito elétrico, que não deveriam ser desligados. Com isso, pensando-se em termos deprodução industrial, a desconsideração dos fundamentos da seletividade iria desligar máquinas semnenhuma necessidade, com que a produção daquela indústria seria certamente prejudicada.

Portanto, muito cuidado com o atendimento das condições expostas.

Seletividade.Fusíveis em série.


Na prática, a seletividade com fusíveis em série é dada por:

Disjuntores em série.

• A seletividade com disjuntores em série é dada por:- Degraus de corrente- Disparo temporizado

• Escalonamento de tempo na ordem de 70 a 150 ms

A especificação do disjuntor em série, pode ser otimizada através da análise de proteção deretaguarda ( back-up )

Seletividade.Disjuntor a montante de fusíveis.

• A seletividade de disjuntor a montante de fusível é possível quando a corrente nominal do fusívelseja bem abaixo da do disjuntor

• Escalonamento de tempo na ordem de 100 ms


Fusível a montante de disjuntores.

• Na prática, a seletividade com fusível a montante de disjuntor é dado com um escalonamento detempo na ordem de 70 ms

• A especificação do disjuntor em série com o fusível, pode ser otimizada através da análise daproteção de retaguarda ( back-up )


CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE A MANOBRA E PROTEÇÃO DE MOTORES ELETRICOS EMPARTIDA DIRETA.

Pelo exposto até aqui, a partida direta, com plenos valores de potência e tensão, pode ser feita dediversas maneiras, associando adequadamente entre si, disjuntores e fusíveis com contatores e relésde sobrecarga. Essas hipóteses estão reunidas na tabela que segue, informando até que ponto cadauma delas traz uma proteção plena perante um dado problema , ou não.

Ressalte-se que o uso de uma ou outra combinação de dispositivos é tanto um aspecto técnicoquanto econômico. Em outras palavras, soluções melhores são também de maior custo: cabe aoprojetista avaliar até que ponto a carga necessita de uma solução mais completa ou não.

Proteção plena dos motores.

Com relação a tabela, temos a comentar:• 90% ou pouco mais de todos os motores elétricos ainda hoje são protegidos de acordo com as

soluções indicadas na primeira coluna, usando disjuntores com relés de sobrecarga e curto-circuito, ou fusível, contator e relé de sobrecarga. Recai a solução sobre o contator, quando onúmero de manobras previstas é elevado, pois o disjuntor tem uma durabilidade menor emnúmero de manobras.

• Para máquinas de grande porte ( tanto motores quanto geradores ), e de elevado custo, éimportante fazer um estudo que leve em consideração um eventual uso dos relés eletrônicos desobrecarga, pois freqüentemente, o custo do equipamento justifica o uso de um sistema maissofisticado de proteção, onde inclui sensoriamento do aquecimento de motor através determistores e supervisão da corrente de fuga.


• Em ambientes altamente poluídos, sobretudo com fibras isolantes, a proteção por relé bimetálico( que controla correntes ) não é eficiente, pois o sobreaquecimento que se apresenta éocasionado pelo entupimento de canais de circulação do ar refrigerante (e não por excesso deperda Joule que seria proporcional à corrente). Se esse risco existir e não puder ser evitado,recomenda-se o uso de relés de sobrecarga eletrônicos com supervisor de termistores. Note-seporém que o uso deste relé faz parte de um projeto global da máquina, pois os sensoressemicondutores de temperatura – os termistores, tem que ser instalados dentro do motor, no seuponto mais quente.

• A solução convencional ( com relé bimetálico) também não é eficiente perante partidas difíceis,prolongadas, pois pode acontecer que essa se dá com tempos muito longos de correntes nãomuito elevadas, de modo que a supervisão do relé bimetálico não é eficiente.

• No caso de rotor bloqueado ( que significa o motor ligado e não girando, o que se assemelha aum transformador em curto-circuito ), a proteção apenas por sensoriamento do aquecimento nãoé plenamente confiável porque nesse caso o impacto de corrente acelera abruptamente oaquecimento no tempo, de modo que pode haver danificação antes da resposta dos termistores.Esse é um dos casos em que uma dupla proteção por relé bimetálico e supervisão portermistores levam à melhor solução.


MOTORES ELÉTRICOS

Sem ser a única, os motores elétricos são a principal carga industrial que encontramos ligada aosdispositivos antes mencionados.

Em termos globais, de recente levantamento estatístico, o mercado brasileiro de consumo seapresenta como representado abaixo.

Dos diversos tipos de motores, representados no que segue, cerca de 85-90 % se concentram nosmotores de corrente alternada ( CA ), polifásicos, indução ,gaiola, que, apesar de não seremnecessariamente os eletricamente melhores, são os mais robustos e baratos. Essa é a razão de suapreferência.

Tais motores, até há pouco tempo atrás, eram freqüentemente fabricados com elevadas perdas, oque evidentemente prejudicava o seu uso racional e dava um mau aproveitamento a energiagerada. Atualmente, porém, apesar de um custo um pouco mais elevado na aquisição, os motoresde alto rendimento tem sido preferidos, até porque o custo a mais é compensado com uma boarapidez pelas menores perdas que tem que ser pagas e não produzem trabalho útil.

Família dos motores elétricos


Critérios de escolha de motores elétricos. Quando da definição do motor que necessitamos para acionar uma certa carga, a potência elétrica (P em kW ou cv, e não em hp ), a tensão elétrica ( U, em volts ou V ), a freqüência e o fator depotência são fatores fundamentais, porém não únicos. Para orientar sob esse aspecto, acompanhe afigura que segue, que menciona os fatores que precisam ser definidos.

REGIMES DE SERVIÇO.

Um motor elétrico não vai, necessariamente, ficar ligado o tempo todo, de modo que, como esse fatovai influir sobre o dimensionamento da potência necessária para acionar uma carga, a norma demotores definiu 8 regimes diferentes, representados no que segue. Nessas curvas, a primeira indicaa grandeza e o tempo de circulação da carga ligada ( P , em watts ), a segunda, as perdas ( joule emagnéticas ) que aparecem durante a fase de funcionamento, e a terceira, a elevação detemperatura que ocorre devido as perdas citadas.

Observe-se que, a temperatura máxima que o motor vai poder ter ( soma da temperatura ambiente +o aquecimento devido as perdas ) é um valor que depende dos materiais ( sobretudo isolantes ) comque o motor é fabricado. Nesse sentido, podemos fazer referência a norma NBR 7034, cujaclassificação geral está integralmente reproduzida mais adiante, e mais um detalhamento de umadessas classes, para demonstrar o detalhe dado pela norma.

Portanto: a temperatura a que o componente / equipamento pode chegar , NÃO É UM VALORÚNICO ! Depende da classe de temperatura que os materiais suportam.


Regimes de serviço


FORMAS CONSTRUTIVAS.Na construção do motor, um dos aspectos a serem considerados é a sua fixação, que pode ser feitade diversas maneiras, dependendo basicamente do projeto da máquina mecânica acionada. Anorma brasileira, baseada na IEC, define as seguintes formas, identificadas pelas letras IM ( deInternational Mounting System ), seguido de uma letra e um ou dois números característicos.

Formas construtivas NBR 5031 / DIN IEC 34 Parte 7


CLASSIFICAÇÃO TÉRMICA DOS MATERIAIS ISOLANTES.Baseado na norma NBR 7034, os motores podem pertencer a uma das seguintes Classes deTemperatura:

Cada uma dessas classes é formada de materiais, particularmente isolantes, que são ostermicamente mais sensíveis, suportando menores temperaturas do que os metais utilizados. Osmateriais que suportam as temperaturas mencionadas estão indicados em cada Classe da norma,do mesmo modo como o exemplificado na tabela que segue:

Isso, representado graficamente, leva a figura que segue, onde se destaca:

• A temperatura ambiente de referência é de 40ºC, conforme Norma. Temperaturas diferentesdessa, precisam de um fator de correção da potência disponível no motor

• A temperatura total atuante sobre o material é a soma da temperatura ambiente, mais a elevaçãode temperatura dada pelas perdas, e deduzido um valor de segurança, de 10-15ºC

• Quanto maior a temperatura que o material isolante suporta, ou quanto maior a troca de calordas perdas, maior a potência disponível no motor.

Classe de isolação VDE 0530


ALTITUDE.Quanto maior a altitude da instalação onde vai o motor, menor é a densidade do ar e menor atroca de calor, pois são as moléculas do ar que absorvem esse calor. Porém, quanto menor a trocade calor, maior o aquecimento interno da máquina, e maior a necessidade de reduzir as perdas,reduzindo a corrente, com conseqüente menor potência disponível.

Portanto: quanto maior a altitude, menor a potência disponível.

É bem verdade que, quanto maior a altitude, menor costuma ser a temperatura ambiente e, sob esseaspecto, maior a troca de calor. conseqüentemente, pode até haver uma compensação entre umaredução de troca de calor devido a altitude e uma maior troca, devido a menor temperatura ambiente.De qualquer maneira, temos que aplicar os respectivos fatores de correção, que podem tanto serindicados em tabelas quanto em gráficos.As curvas do gráfico que segue nos dão uma idéia de um caso particular, onde esses dois fatores jáestão combinados, demonstrando como se comporta a variação de potência em função dos mesmos.

Motores trifásicos.

GRAU DE PROTEÇÃO.

Na página 21 desse texto, vem definido o que é Grau de Proteção. Ele também, pelos mesmosfatores antes mencionados, se aplica aos motores elétricos. No presente caso, apesar de sernecessário dotar o motor de um adequado IP, nota-se que motores mais fechados, maisencapsulados, também vão ter prejudicada sua troca de calor e conseqüentemente, ocorrerãomaiores elevações de temperatura, que podem ultrapassar os valores admissíveis.

Portanto, quando da definição da potência necessária do motor, fazer um estudo prévio sobreas condições em que ele vai operar e qual o grau de proteção necessário. Com esse grau deproteção definido, estabelecer a potência necessária.

Na tabela da página seguinte, alguns exemplos de graus de proteção e o que eles definem.


CATEGORIAS DE CONJUGADO.

Variando a construção das ranhuras, o formato dos condutores dentro dessas ranhuras e o metalutilizado nessa construção, variam os conjugados, notadamente os de partida.

Tais conjugados tem as seguintes aplicações principais:

Categoria N: Conjugado e corrente de partida normais, baixo escorregamento. Se destinam a cargasnormais tais como bombas, máquinas operatrizes e ventiladores.

Categoria H: Alto conjugado de partida, corrente de partida normal, baixo escorregamento.Recomendado para esteiras transportadoras, peneiras, britadores e trituradores;

Categoria D: Alto conjugado de partida, corrente de partida normal, alto escorregamento. Usado emprensas excêntricas, elevadores e acionamento de cargas com picos periódicos.

Graus de proteçãoIEC 34 Parte 5VDE 0530 Parte 5NBR 9884

Exemplos



PARTIDA DE MOTORES TRIFASICOS .

Já vimos no item relativo aos tipos de cargas, que motores absorvem da rede uma potência maior nafase de partida. Esse fato pode levar a flutuações inadmissíveis na própria rede e no circuito domotor, que a concessionária de energia limita, para não prejudicar outros consumidores.

Então, reportando-nos a norma NBR 5410 edição de 1997, que está em vigor na época da redaçãodesse texto, e no seu item 6.5.3 – Motores, temos:6.5.3.1“ As cargas constituídas por motores elétricos apresentam peculiaridades que as distinguemdas demais:a) A corrente absorvida durante a partida é muito maior que a de funcionamento normal em carga:b) A potência absorvida em funcionamento é determinada pela potência mecânica no eixo solicitadapela carga acionada, o que pode resultar em sobrecarga na rede de alimentação, se o motor não forprotegido adequadamente.

Em razão dessas peculiaridades , a instalação de motores, além das demais prescrições dessaNorma, devem atender também as prescrições seguintes:6.5.3.2.Limitação das perturbações devidas a partida de motores.Para evitar perturbações inaceitáveis na rede de distribuição, na própria instalação e nasdemais cargas ligadas, na instalação de motores deve-se:

a) Observar as limitações impostas pela Concessionária local referente a partida de motores:Nota: Para a partida direta de motores com potência acima de 3,7 kW (5cv), [supostamente em U =220V] em instalações alimentadas por rede de distribuição pública em baixa tensão, deve serconsultada a Concessionária local.

b) Limitar a queda de tensão nos demais pontos de utilização, durante a partida do motor, aosvalores estipulados em 6.2

Para obter conformidade às limitações descritas nas as linhas a) e b) anteriores, pode ser necessárioo uso de dispositivos de partida que limitem a corrente absorvida durante a partida.

Por outro lado, as cargas motoras em corrente alternada, são identificadas como sendo AC-2 e AC-3,a primeira sigla aplicada a motores do tipo trifásico indução bobinado ou anel, e o segundo a motorestrifásicos de indução tipo gaiola, que são a grande maioria dos motores encontrados nas indústrias,por serem mais robustos e mais baratos ( não necessariamente melhores ). Outro fator que hojeprecisa ser observado ,é o rendimento do motor: Devemos dar preferência a motores de altorendimento, como perdas reduzidas.Portanto, para potências acima de 5 cv, é necessário verificar se há necessidade de serem usadosmétodos de partida, que podem ser de várias formas, cada um com recomendações próprias deacordo com a potência dos motores a eles ligada. Aplicando-se a todas eles, a IEC 60 947 fazrecomendações de coordenação de proteção, e que assim se definem:

1. Um dispositivo de partida, além de atender a capacidade de carga ( p.ex. motor trifásico, AC-3 ) éorientada por norma a obedecer determinados resultados quando sujeita a anormalidades de piorcaso, ou seja, um curto-circuito pleno.2. Um curto-circuito pleno é dado como uma fatalidade. A experiência tem demonstrado que umcurto-circuito de ordem prática é de menos de 50% do pleno ( pior caso ).Desta forma, a escolha da coordenação de proteção deve considerar as condições práticas deprobabilidade do curto-circuito e as exigências de serviço da instalação.

Pela IEC 60 947 a coordenação de proteção é dividida em tipo 1 e tipo 2, que assim se definem:• Coordenação tipo 1.


Sem risco para as pessoas e instalações, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito.Porém, o dispositivo de partida não estará em condições de continuar funcionando após odesligamento, permitindo danos ao contator e ao relé de sobrecarga.• Coordenação tipo 2.Sem riscos para as pessoas e instalações, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. Não pode haver danos ao relé de sobrecarga ou em outras partes com exceção de levefusão dos contatos do contator e estes permitam fácil separação sem deformação significativa.

Tais correntes são como referência prática da ordem plena de IK = 50 kA como corrente presumidade curto-circuito.

Pela própria definição, é bem mais seguro o uso da coordenação tipo 2, conforme visto linhas atrás.A solução porém é de custo mais elevado.

Pela IEC 60 947, são definidos os seguintes valores de corrente de curto-circuito prático, em kA :

Critérios de escolha do método de partida.Pelo visto, a escolha por uma partida direta ou não, depende de:• Característica da máquina a ser acionada;• Circunstância de disponibilidade da potência de alimentação;• Confiabilidade de serviço, e• Distância da fonte de alimentação, devido a condição de queda de tensão ( norma )

No caso de ser permitida a partida direta, a plena tensão, as curvas características do motor a elaligado assim se apresentam:

PARTIDA DIRETA ( plena tensão ).Características básicas


A composição de uma partida direta podem ser das seis formas citadas na tabela que consta dapágina 62. Porém, dessas, as três mais usadas são as representadas a seguir.

Não sendo possível a partida direta, outros métodos de partida são utilizados:• Partida estrela-triângulo;• Partida por auto-transformador ( também chamada de compensadora )• Partida suave ( soft-starter ), por meio de eletrônica de potência.

Na seqüência indicada, estão também os custos do dispositivo de partida: uma estrela-triângulo émais barata do que uma partida suave ( soft-starter ), para mesma potência de motor. E é necessárioassociar o investimento no motor com o dispositivo de partida.Por essa razão, máquinas pequenas ( acima de 5 cv ou eventualmente maiores de acordo comdeterminações da Concessionária de Energia, pelo que vimos), usam uma partida estrela-triângulo; as máquinas maiores, passando pelas compensadoras ( com auto-transformador ),usam, no outro extremo das potências, a partida suave( soft-starter ).

Um outro aspecto é a qualidade da partida, há casos em que os solavancos resultantes de umapartida em estrela-triângulo não são admissíveis dentro do regime de funcionamento do motor esobretudo da carga acionada. Faremos uma análise detalhada sobre o assunto mais adiante.

Vamos analisar individualmente cada método de partida no que segue, e acrescentar a essainformação, dados de fabricantes e curvas características daí resultantes.

PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO.Princípio de funcionamento.

Motores capazes de terem sua partida através de uma partida estrela-triângulo, tem que ser do tipotrifásico, com as 3 entradas e 3 saídas dos rolamentos, acessíveis, para fazer a mudança de umaligação estrela para triângulo. Esse princípio de funcionamento se baseia em:


• Designando :- Un ........ tensão nominal- Uf ........ tensão de fase- In........... corrente nominal de alimentação- k ............ constante do motor- Ip........... corrente de partida por fase- X ........... reatância por fase- M .......... momento ou conjugado de partida, proporcional ao quadrado de Uf

• E baseado no esquema de ligação dos enrolamentos, abaixo,

Demonstração para fórmulas de cálculos

Relacionando entre si a corrente de alimentação e os momentos de partida, resulta que, passando daligação estrela para a triângulo, temos a relação de 1:3, como segue:


Portanto:1. Na análise das curvas de carga, e particularmente na das cargas indutivas (ou

motoras),vimos que a corrente de partida plena pode alcançar valores eficazes de 8 . In.2. Se esse valor é excessivo, pelas normas e pelas condições de rede ( dados pela

Concessionária ), então, ligando o motor trifásico em estrela na partida, a correntecirculante se situará em torno de 1/3 do valor pleno, e assim algo em torno de 2,66 x In,que é perfeitamente aceitável, se sua circulação não se der por um tempoexcessivamente longo.

3. Se, uma vez passada a fase de partida, ou seja, o motor já tiver alcançado sua rotaçãonominal e assim a corrente também já for nominal, então podemos comutar osenrolamentos para a ligação de funcionamento normal, que então será ligada emtriângulo, como uma corrente igual a corrente nominal ( In ).

4. A comutação da ligação estrela para triângulo, dentro de um regime de carga bemdefinido, é feita automaticamente, por meio de relé de tempo associado ao comando decontatores.

Ocorre porém que, na comutação da estrela para o triângulo, e com conseqüente aumentoinstantâneo da corrente em três vezes, manifesta-se um impacto mecânico que, de um lado, não épor vezes admissível dentro do regime de funcionamento da máquina acionada, e do outro, essemesmo impacto leva a acelerar a fadiga mecânica da máquina e do eixo de acionamento do motor, oque reduz sensivelmente a VIDA ÚTIL das partes mecânicas envolvidas. Esse fato será demonstradonum estudo comparativo citado mais adiante nesse mesmo capítulo.

As curvas características de corrente e de conjugado ou momento do motor se apresentam comodemonstrado a seguir:

Características básicas ( tensão reduzida )

Esquema de ligação.Segue o esquema de ligação respectivo, na forma completa, a saber:

UnifilarDefinição dos valores de corrente para especificação dos componentes


Trifilar


PARTIDA POR AUTO-TRANSFORMADOR ( COMPENSADORA ).Esse método de partida atende melhor potências de carga superiores àquelas atendidas pela partidaestrela-triângulo.

Nesse caso, o controle da potência ou da corrente é feito, mediante o ajuste de derivações na saídado auto-transformador, em porcentagens normalmente de 65% e 80%; porém, mais outrasderivações podem ser previstas, contanto que as condições de utilização o necessitem . Tambémnesse sentido, quanto maior o numero de derivações, menor o desnível de uma derivação à outraquando da comutação e menor o impacto que a carga mecânica sofre, o que virá em benefício davida útil do equipamento,

Esquema de ligação dos enrolamentos.


As características de corrente e conjugado ou momento nesse caso são:

UnifilarDefinição dos valores de corrente para especificação dos componentes

Esquema de ligação

TrifilarCircuito de potência


PARTIDA SUAVE ( SOFT-STARTER ).

É um dispositivo de manobra ( em base eletrônica ), adequado para partida e parada suave, efrenagem onde não se admitem “trancos” mecânicos. É atualmente mais utilizado em cargasacionadas por motores de potências superiores, operando em categoria de emprego AC-2 e AC-3.Assim, sua aplicação é mais encontrada em ventiladores de grande porte, esteiras transportadoras,bombas, compressores, máquinas com grande momento de inércia de modo geral, e outrossemelhantes.Suas características para especificação são definidas em um programa de simulação em PC e umprograma de comunicação para colocação em operação, gerenciamento e manobra em PC.

Dispositivo de manobra estática para partida e parada suave – SIKOSTARTDispositivo e seus componentes.


Princípio de funcionamento.Neste método de partida, o controle da potência fornecida na fase de partida é feita mediante umescalonamento da fração da tensão de alimentação fornecida a cada instante, em um dado númerode semiciclos de tensão, que pode ser ajustado às características desejadas, até o seu valor pleno.Esse programa de escalonamento é executado por meio de um par de tiristores por fase, ligados emanti-paralelo, e que atuam em função de um programa previamente estipulado.

Com esse procedimento, tem-se a possibilidade de partir do estado de repouso e chegar ao derotação plena, através de uma série de degraus, cuja variação atende plenamente à própria curva decarga.

O que é feito na aceleração, pode ser feito, no sentido inverso, na desaceleração, partindo-se daonda de tensão plena e chegando-se, passo a passo, a interrupção total da ondas de tensão.As figuras abaixo ilustram esse procedimento.

UL1-L2


Desenvolvimento do conjugado com a rotação.


Assim segue seguintes as suas características básicas:• Aplicada no acionamento de máquinas que partem em vazio e com carga ;• Permite parametrização de tensão oferecendo uma aceleração progressiva e uniforme da

máquina, o que possibilita a redução da potência necessária ;• A qualidade de supervisão precisa ser de nível mais sofisticado;• Pela ausência de choques mecânicos ( trancos ), na aceleração da máquina, aumentam

consideravelmente os intervalos de manutenção, o que contribui para uma maior VIDA ÚTIL doequipamento, e

• Pelas características básicas, tem substituído a partida por auto-transformador ( compensadora )com vantagens.

Coordenação de proteção



Esquema de ligação.Usando contator como dispositivo de entrada


Esquema de ligação.Usando disjuntor como dispositivo de entrada

Oscilogramas de corrente e conjugado.


Sempre lembrando a origem da necessidade dos dispositivos de partida, e após sua análisedetalhada, vamos ver os resultados obtidos, mediante medições em oscilogramas, conformerepresentado no que segue.

Observe :1. Na partida direta, a corrente de partida tem uma intensidade da ordem de até 8 . In.2. No mesmo período da sobrecorrente, tem-se um impacto de conjugado médio que atinge até

3 . Mn, e conseqüente rápida fadiga mecânica do material;3. Já na partida estrela-triângulo, o pico de corrente na ligação estrela ( que é o primeiro ), se

reduz a 1/3 do valor anterior, e parcialmente, o conjugado nesse instante. Passada a fase departida, aparece um pico de corrente quando o dispositivo de partida é comutado paratriângulo, mas o correspondente pico de conjugado é de quantidade de energia mecânicabem menor.

4. Usando a partida suave, todo esse processo se distribui ao longo do tempo de partida,evitando as inconveniências anteriores.

Oscilogramas.Desenvolvimento de partida


Quando da construção ou montagem desses dispositivos de partida, de todos os tipos analisados, éclaro que precisamos, em função de alguns dados básicos da própria carga ligada, fazer a escolhados componentes apropriados.Nesse sentido, a título de exemplo, seguem tabelas já preparadas pelo fabricante, onde, paraalgumas potências motoras de referência mais freqüentes, já temos a indicação de todos oscomponentes principais dos circuitos respectivos, que são muito úteis para rapidamente resolveresse aspecto de um projeto.

Alguns detalhes devem ser destacados:

• As categorias de emprego são basicamente as AC-2 e AC-3, portanto, de motores tipo anel (ou enrolado, bobinado) sendo AC-2 e o motor tipo gaiola, como AC-3.

• Tanto nos disjuntores quanto nos contatores previstos, já vem a indicação da faixa de ajustedos relés de sobrecarga. De modo geral, o ajuste se faz no valor da corrente de serviço, eesse valor deve preferencialmente cair do meio para o final ( fundo ) da respectiva faixa deajuste.

• Os fusíveis máximos indicados são do tipo retardado, que são próprios para motores elétricos.No caso particular da partida suave, a parte de potência é protegida por fusíveis retardados,porém a parte da eletrônica de potência ( tiristores ), por fusíveis ultra-rápidos. Casocontrário, os tiristores não suportarão eventuais sobrecorrentes durante o seu tempo normalde operação.

• A corrente presumida de curto-circuito, indicada, deve ser comparada com o valor existente nainstalação a que o dispositivo de partida se destina. No caso de grande divergência, consultaro fabricante dos dispositivos, quanto à necessidade de alguma mudança no critério deescolha do material.


ANEXOS.

1 - DADOS DE ENCOMENDA.Ao adquirir um equipamento/componente/dispositivo, sempre nos defrontamos com o que precisamosconhecer para adquirir corretamente. Dentro do objetivo de colocar na mão dos profissionais,dados práticos concretos, relacionamos a seguir, dentro do escopo desse texto, os dados necessários, caso acaso, relacionando inicialmente os dados sempre necessários.

DADOS GERAIS ( SEMPRE DEFINIDOS )• Temperatura no local da instalação ............................................................... ºC• Fator de correção aplicável por temperaturas superiores .............................. 0, ..• Altitude no local da instalação......................................................................... m• Fator de correção por altitudes superiores ..................................................... 0, ..• Instalação ao ar livre ou protegido................................................................... tempo / abrigada• Umidade no local ............................................................................................ %• Componentes agressivos no local da instalação............................................• Grau de proteção devido as condições anteriores ......................................... IP• Necessidade de pintura especial devido as condições anteriores..................• Valor calculado da corrente de curto-circuito presumida ............................... kA• Tipo de carga ................................................................................................. resistiva /capacitiva /indutiva• Posição de montagem ( qualquer / horizontal / vertical / inclinadas )• Dimensões ( desenhos com dimensões ) ou( largura / altura / profundidade ) ................................................................... mm• Peso .............................................................................................................. kg

DADOS ESPECÍFICOSDisjuntoresTensão nominal máxima ......................................................................... ____ VCorrente máxima de interrupção Icu ou Ics / Tensão de rede ................ ____ kA / ____ VCorrente nominal máxima / Temperatura ambiente ................................ ____ A / ____ ºCNúmero de pólos ..................................................................................... ____ pólosRelé disparador de sobrecarga ............................ não _, sim _ fixo _ ajustável ____ a ____ ARelé disparador de curto-circuito ......................... não _, sim _ fixo _ ajustável ____ a ____ ASeccionadorTensão nominal máxima ........................................................................ ____ VCorrente nominal / Categoria de emprego ........................................... ____ A AC-___ ou DC-___Proteção de curto-circuito - fusível ( tipo / corrente nominal ) ................. Tipo____ / ____ AFusívelTensão nominal máxima ......................................................................... ____ VCorrente máxima de interrupção / Tensão de rede ................................. ____ kA / ____ VCorrente nominal / Tamanho ................................................................... ____ A tamanho ____Contator de potênciaTensão nominal máxima ......................................................................... ____ VCorrente nominal / Categoria de emprego .............................................. ____ A AC-___ ou DC-___Tensão de comando / Freqüência .......................................................... ____ V / ____HzContatos auxiliares ( Quantidades / Execução ) ..................................... ____ NA + ___NFRelé de sobrecargaTensão nominal máxima ......................................................................... ____ VFaixa de ajuste ........................................................................................ ____ a ____ AContatos auxiliares ( Quantidades / Execução ) ..................................... ____ NA + ___NFContator auxiliarTensão nominal máxima ......................................................................... ____ VCorrente nominal / Categoria de emprego .............................................. ____ A AC-___ ou DC-___Tensão de comando / Freqüência .......................................................... ____ V / ____HzContatos auxiliares ( Quantidades / Execução ) ..................................... ____ NA + ___NF


2. NORMAS TÉCNICAS:

O significado e a simbologia estão de acordo com as abreviaturas das principais normasnacionais e internacionais adotadas na construção e instalação de componentes e órgãos dossistemas elétricos

SIGLA SIGNIFICADO E NATUREZA

ABNT Associação Brasileira de Normas TécnicasAtua em todas as áreas técnicas do país. Os textos de normas são adotados pelos órgãosgovernamentais (federais, estaduais e municipais) e pelas firmas. Compõem-se de Normas(NB), Terminologia (TB), Simbologia (SB), Especificações (EB), Método de ensaio ePadronização. (PB).

ANSI American National Standards InstituteInstituto de Normas dos Estados Unidos, que publica recomendações e normas em praticamentetodas as áreas técnicas. Na área dos dispositivos de comando de baixa tensão tem adotadofreqüentemente especificações da UL e da NEMA.

CEE International Comission on Rules of the approval of Eletrical EquipmentEspecificações internacionais, destinadas sobretudo ao material de instalação.

CEMA Canadian Eletrical Manufactures AssociationAssociação Canadense dos Fabricantes de Material Elétrico.

CSA Canadian Standards AssociationEntidade Canadense de Normas Técnicas, que publica as normas e concede certificado deconformidade.

DEMKO Danmarks Elektriske MaterielkontrolAutoridade Dinamarquesa de Controle dos Materiais Elétricos que publica normas e concedecertificados de conformidade.

DIN Deutsche Industrie NormenAssociação de Normas Industriais Alemãs. Suas publicações são devidamente coordenadascom as da VDE.

IEC International Electrotechinical ComissionEsta comissão é formada por representantes de todos os países industrializados.Recomendações da IEC, publicadas por esta Comissão, já são parcialmente adotadas ecaminham para uma adoção na íntegra pelos diversos países ou, em outros casos, está seprocedendo a uma aproximação ou adaptação das normas nacionais ao texto dessas normasinternacionais.

JEC Japanese Electrotechinical CommitteeComissão Japonesa de Eletrotécnica.

JEM The Standards of Japan Electrical Manufactures AssociationNormas da Associação de Fabricantes de Material Elétrico do Japão.

JIM Japanese Industrial StandardsAssociação de Normas Industriais Japonesas.

KEMA Kenring van Elektrotechnische MaterialenAssociação Holandesa de ensaio de Materiais Elétricos.


NEMA National Electrical Manufactures AssociationAssociação Nacional dos Fabricantes de Material Elétrico (E.U.A.).

OVE Osterreichischer Verband fur ElektrotechnikAssociação Austríaca de Normas Técnicas, cujas determinações geralmente coincidem com asda IEC e VDE.

SEM Svensk StandardAssociação Sueca de Normas Técnicas.

UL Underwriters Laboratories IncEntidade nacional de ensaio da área de proteção contra incêndio, nos Estados Unidos, que,entre outros, realiza os ensaios de equipamentos elétricos e publica as suas prescrições.

UTE Union Tecnique de l’ElectricitéAssociação Francesa de Normas Técnicas.

VDE Verband Deutscher ElektrotechnikerAssociação de Normas Técnicas alemãs, que publica normas e recomendações da área deeletricidade.

3 - SIMBOLOGIA:











4 – SÍMBOLOS LITERAISPara identificação de componentes em esquemas elétricos conforme IEC 113.2 eNBR 5280.

BIBLIOGRAFIA:Análise de dispositivos de manobra e de proteção de baixa tensão – Publicação daSiemens

Documents

Acionamento e Proteção de Sistemas Elétricos